س البغدادي
22-04-2013, 11:20 PM
تطور الشركات الأميركية نظما جديدة للتعرف على الوجوه من مسافات بعيدة تصل إلى 200 متر لتمييز العناصر المعادية وعزلها عن أفراد الجمهور، بهدف التهيؤ لمواجهتها، بينما يجري باحثون أميركيون دراسات لتصميم ستائر الإخفاء التي يمكنها إخفاء أي جسم خلفها، بحيث لا تتمكن الأشعة الضوئية أو الموجات الكهرومغناطيسية، كما هو الحال في الرادارات مثلا، التعرف عليها.
* منظار رصد لاسلكي
* الجيل المقبل من المناظير المقربة العسكرية قد تستطيع القيام بأكثر من إتاحة المجال أمام البحارة والجنود الرؤية من بعيد، إذ ترغب البحرية الأميركية اليوم في الحصول على مناظير يمكنها مسح الوجوه، والتعرف عليها من بعيد، من مسافة 650 قدما (200 متر تقريبا).
وتقضي الخطة التي وضعتها قيادة النظم الحربية البحرية والفضائية التابعة للأسطول الأميركي، إلى الحصول على نظم للتعرف على الوجوه، عن طريق مناظير لاسلكية تولد صورا ثلاثية الأبعاد (مجسمة). وخلال الفترة التجريبية التي تدوم 15 شهرا، تنصب الخطة على تحسين وسائل التعرف على «الأجسام المستقلة غير المتعاونة»، وتمييزها خلال ساعات النهار، وذلك عن طريق استخدام مناظير مجهزة بماسحات إلكترونية يمكنها قراءة ما هو مكتوب مثلا على قدح لتناول المشروبات من مسافة 100 إلى 200 متر. وبعد قيام المنظار بمسح هذا القدح، يمكنه إرسال المعلومات هذه إلى قاعدة بيانات، عبر شبكة لاسلكية، حيث يجري تحليلها هناك لتقرير هوية الشخص أو الجسم. وقد تعاقدت القيادة مع شركة للقياسات البيولوجية في ولاية كاليفورنيا هي «ستيريو فيجن إميجينغ».
ويقول غريك ستينثال رئيس شركة «ستيريو فيجن»: «إنه نظام عالي الفعالية لرصد الأجسام والتعرف عليها الذي يستخدم المنظار شائع الاستعمال لعمليات التمييز والتعرف في الزمن الفعلي. والمهم هنا هو استخدام هذا الأمر لإضافة نوع من الموضوعية إلى عملية ما، التي تكون غير موضوعية تماما. وبذلك لن يكون الغرض من هذا النظام القيام بحركة أو نشاط ما، لإلقاء القبض مثلا على شخص ما، بل إنه أداة لتسليط المزيد من العيون عليه، أو عليها». والأمر الذي يساعد في عملية التطوير هو أن التقنية موجودة، ولو على الأقل بصورتها المحدودة حاليا. فقد قامت «ستيريو فيجن» بتطوير نظام للمناظير يتعرف على الوجوه يدعى 3DmobileID، يعمل من على مسافة قصوى تبلغ نحو 100 متر.
ووفقا إلى مدى جودة عمل المنظار، هنالك أسباب تدعو إلى الحذر، إذ يمكن لهذا النظام أن يقدم للأسطول القدرة على تحويل الإمكانية المتقدمة والمتطورة للتعرف على الوجوه، إلى نسخة ذات مدى أطول، مع إمكانية الحمل والتجوال بها، مقارنة بكثير من النظم الحالية. وتقوم «فيس بوك» باستخدام هذه التقنية للمقارنة بين الوجوه، لدى قيام المستخدمين بتحميل الصور الجديدة. ولـ«غوغل» نسختها الخاصة، كذلك بالنسبة إلى خدمة «بيكاسو» للصور الفوتوغرافية، في حين تقوم «أبل» بعمليات بحث في هذا المضمار، كأسلوب لفك أقفال الهواتف الذكية.
* تصوير مجسم
* لكن مدى هذه المناظير يراوح بين غالبية هذه النظم، بحيث يختلف الحد الأقصى بين الواحد منها والآخر بنحو أقدام قليلة. لكن بالنسبة إلى العسكريين، فقد يكون هذا الأمر خطرا. فماسحات القياسات البيولوجية ذات المدى القريب، قد تشكل خطرا على مشغليها الذين يقومون بعمليات مسح الأشخاص من مسافة بوصات قليلة، مما يجعلهم عرضة للأحزمة الناسفة. ثم ماذا لو كان الشخص الذي يجري مسحه متحركا ومتماهيا مع الجماهير، مما يجعل الماسحات غير ذات أثر. وفي وقت مضى كانت كثير من ماسحات الوجوه تعتمد على الإجراءات الخام غير المتقنة لمسح صور الوجوه بالبعد الثنائي، وهي غير دقيقة كليا لدى وجود تغيرات مختلفة في أحوال الإضاءة.
بيد أن الأسلوب الأساسي لحل مثل هذه المعضلات قد يكون عبر تحديث بسيط. إذ يقوم أسلوب «ستيريو فيجن» بالمسح بالأبعاد الثلاثة. فلدى قيام النظام هذا بعملية المسح، فإنه ينتج نموذجا ثلاثي الأبعاد للوجه، بدلا من البعدين. وهذا ما يتيح للنظام عزل الوجه المطلوب عن سائر الجماهير المحتشدة، وتعزيز وضوح الصورة وتحديدها، مما يعزز أيضا من المدى الفاصل. وبعد ذلك يجري مقارنة الصورة مع قاعدة البيانات. ويقوم راشح أيضا بتعديل درجات الإضاءة، عن طريق تخفيفها وتلطيفها عبر الوجه، لتكون على شاكلة نمط منتظم ومتماثل.
بالنسبة إلى عيوب النظام، فإنه لا يعمل ليلا، كما إنه يواجه صعوبات في مسح الوجوه أثناء فترة الغسق. ولدى فشل المنظار في رسم صورة واضحة للوجه، فإنه يصدر صفيرا مسموعا لمشغله، وإلا فإن العملية برمتها تستغرق نحو خمس إلى عشر ثوان لكي تتم. كما أنها أقل فعالية، عندما يكون الهدف متحركا، فضلا عن مقدار سرعته.
ولن يكون استخدام هذه المناظير حكرا على العسكريين، بل جرى تطوير بعضها أيضا من قبل «ستيريو فيجن» لحساب المعهد القومي للعدل مقابل عقد بقيمة 410 آلاف دولار، كما أن مكتب التحقيقات الاتحادية (إف بي آي) رصد مبلغ مليار دولار على برنامج يدعى «الجيل المقبل من كشف الهويات وتحديدها» الذي يعتمد على تطوير ماسحات للوجه، وبالتالي دمج هذه التقنية مع القياسات الحيوية الأخرى، كقزحية العين، والصوت، وبصمات الأصابع.
* ستائر للإخفاء
* على صعيد آخر لا يزال العلماء يبحثون عن وسائل تتيح لهم تحقيق عملية الإخفاء بشكل كامل، وقد صمم الباحثون الأميركيون ستارة بسماكة لا تتعدى عدة ميكرومترات (الميكرومتر= واحد من المليون من المتر)، يمكنها حجب الأشياء المجسمة من الموجات الكهرومغناطيسية الدقيقة (ميكروويف)، من جميع الاتجاهات، ومن جميع مواقع المراقبة.
واستخدم الباحثون من جامعة تكساس في أوستن، الذين عرضوا دراستهم في مجلة «نيو جورنال أوف فيزيكس»، طبقة جديدة في منتهى الرقة تدعى «ميتاسكرين». وهي مصنوعة من شرائط نحاسية تراوح سماكتها بين 66 و100 ميكرومتر، مع غشاء مرن مصنوع من البوليكاربونات، على شاكلة تصميم شباك صيد السمك. وقد استخدمت هذه الستارة لحجب قضيب أسطواني بطول 18 سنتيمترا من موجات الميكروويف، وأظهرت فعلا وظائف عملية مثالية، عندما كانت الموجات بتردد 3.6 غيغاهيرتز، وما فوق عرض نطاقها المعتدل.
وتوقع الباحثون أيضا أنه نظرا إلى تجانس طبقة «ميتاسكرين» هذه، وصلابة أسلوب الحجب المقترح، فإنه يمكن حجب حتى الأجسام ذات الأشكال الغريبة التي لا تكون متناسقة، بالأسلوب ذاته وإخفائها.
وفي العادة فإنه يمكن التحري عن وجود أي من الأجسام، أي رصدها، عندما ترتد الموجات سواء كانت موجات صوتية، أو ضوئية، أو الأشعة السينية، أو موجات الميكروويف عن سطحها. والسبب الذي نرى فيه الأجسام، هو لكون أشعة الضوء ترتد عن سطحها باتجاه العين، التي تقوم بدورها بالتقاط الضوء ليقوم الدماغ بتحليل المعلومات، كما يكشف الرادار عن الأجسام عندما ترتد الموجات الكهرومغناطيسية عن تلك الأجسام..
وعلى الرغم من أن الدراسات السابقة للستائر استخدمت ما يدعى «المواد الفوقية» ****materials (وهي مواد مصنعة لا يوجد لها مثيل في الطبيعة تصمم من المواد المتوفرة، تمتاز بتراكيبها المتميزة) لتحويل الموجات الواردة، لتدور نحو الجسم، أو تنثني. أما الأسلوب الجديد هذا التي يطلق عليه الباحثون لقب «عباءة أو معطف الحجب والإخفاء»، فإنه يستخدم «ميتاسكرين» معدنية رقيقة جدا لإلغاء الموجات، بعد تبعثرها من نحو الجسم المحجوب.
«لدى قيام المجالات المبعثرة هذه الناجمة عن الجسم، وكذلك عن معطف الحجب المحيط به فإنها تتداخل وتلغي بعضها بعضا، وتكون النتيجة الشفافية والاختفاء الكلي من زوايا المراقبة جميعها»، كما يقول البروفيسور أندريا أليو المشارك في هذه الدراسة، الذي أضاف: «إن فوائد معطف الحجب والإخفاء التي تتفوق على كل الأساليب المتوفرة حاليا، هي التناسق والمطابقة، وسهولة الإنتاج، وتحسين عرض النطاق. ولقد أظهرنا عدم الحاجة إلى مواد كبيرة ضخمة لشطب وإلغاء ما يتبعثر من نحو الجسم المعني، لأن وجود سطح بنمط بسيط متناسق مع جسمه، ربما كاف بحد ذاته، وقد يكون من نواحي كثيرة أفضل من المواد الكبيرة الضخمة».
وكان فريق البحث ذاته قد تمكن في العام الماضي بنجاح من حجب جسم ثلاثي الأبعاد وإخفائه باستخدام أسلوب يدعى «الحجب البلازمي» الذي يستخدم مواد أضخم لشطب الموجات المتبعثرة وإلغائها.
ومع إحراز المزيد من التقدم، فإن أحد التحديات المهمة بالنسبة إلى الباحثين هو استخدام «معطف الحجب» لإخفاء جسم ما عن الضوء المنظور، أي عن الرؤية. «وعلى صعيد المبدأ يمكن استخدام هذا الأسلوب لحجب الضوء»، وفقا إلى البروفيسور أليو، «وعلاوة على ذلك أمكننا تصور إجراء تطبيقات أخرى مثيرة عن طريق استخدام «معاطف الحجب» والضوء المرئي، كتحقيق تركيب علامات وبطاقات بصرية، ومفاتيح نانو متناهية في الصغر، وأجهزة استشعار موسعة متناهية أيضا في الصغر، التي قد تؤمن فوائد كثيرة للأجهزة الطبية الحيوية والبصرية».
* منظار رصد لاسلكي
* الجيل المقبل من المناظير المقربة العسكرية قد تستطيع القيام بأكثر من إتاحة المجال أمام البحارة والجنود الرؤية من بعيد، إذ ترغب البحرية الأميركية اليوم في الحصول على مناظير يمكنها مسح الوجوه، والتعرف عليها من بعيد، من مسافة 650 قدما (200 متر تقريبا).
وتقضي الخطة التي وضعتها قيادة النظم الحربية البحرية والفضائية التابعة للأسطول الأميركي، إلى الحصول على نظم للتعرف على الوجوه، عن طريق مناظير لاسلكية تولد صورا ثلاثية الأبعاد (مجسمة). وخلال الفترة التجريبية التي تدوم 15 شهرا، تنصب الخطة على تحسين وسائل التعرف على «الأجسام المستقلة غير المتعاونة»، وتمييزها خلال ساعات النهار، وذلك عن طريق استخدام مناظير مجهزة بماسحات إلكترونية يمكنها قراءة ما هو مكتوب مثلا على قدح لتناول المشروبات من مسافة 100 إلى 200 متر. وبعد قيام المنظار بمسح هذا القدح، يمكنه إرسال المعلومات هذه إلى قاعدة بيانات، عبر شبكة لاسلكية، حيث يجري تحليلها هناك لتقرير هوية الشخص أو الجسم. وقد تعاقدت القيادة مع شركة للقياسات البيولوجية في ولاية كاليفورنيا هي «ستيريو فيجن إميجينغ».
ويقول غريك ستينثال رئيس شركة «ستيريو فيجن»: «إنه نظام عالي الفعالية لرصد الأجسام والتعرف عليها الذي يستخدم المنظار شائع الاستعمال لعمليات التمييز والتعرف في الزمن الفعلي. والمهم هنا هو استخدام هذا الأمر لإضافة نوع من الموضوعية إلى عملية ما، التي تكون غير موضوعية تماما. وبذلك لن يكون الغرض من هذا النظام القيام بحركة أو نشاط ما، لإلقاء القبض مثلا على شخص ما، بل إنه أداة لتسليط المزيد من العيون عليه، أو عليها». والأمر الذي يساعد في عملية التطوير هو أن التقنية موجودة، ولو على الأقل بصورتها المحدودة حاليا. فقد قامت «ستيريو فيجن» بتطوير نظام للمناظير يتعرف على الوجوه يدعى 3DmobileID، يعمل من على مسافة قصوى تبلغ نحو 100 متر.
ووفقا إلى مدى جودة عمل المنظار، هنالك أسباب تدعو إلى الحذر، إذ يمكن لهذا النظام أن يقدم للأسطول القدرة على تحويل الإمكانية المتقدمة والمتطورة للتعرف على الوجوه، إلى نسخة ذات مدى أطول، مع إمكانية الحمل والتجوال بها، مقارنة بكثير من النظم الحالية. وتقوم «فيس بوك» باستخدام هذه التقنية للمقارنة بين الوجوه، لدى قيام المستخدمين بتحميل الصور الجديدة. ولـ«غوغل» نسختها الخاصة، كذلك بالنسبة إلى خدمة «بيكاسو» للصور الفوتوغرافية، في حين تقوم «أبل» بعمليات بحث في هذا المضمار، كأسلوب لفك أقفال الهواتف الذكية.
* تصوير مجسم
* لكن مدى هذه المناظير يراوح بين غالبية هذه النظم، بحيث يختلف الحد الأقصى بين الواحد منها والآخر بنحو أقدام قليلة. لكن بالنسبة إلى العسكريين، فقد يكون هذا الأمر خطرا. فماسحات القياسات البيولوجية ذات المدى القريب، قد تشكل خطرا على مشغليها الذين يقومون بعمليات مسح الأشخاص من مسافة بوصات قليلة، مما يجعلهم عرضة للأحزمة الناسفة. ثم ماذا لو كان الشخص الذي يجري مسحه متحركا ومتماهيا مع الجماهير، مما يجعل الماسحات غير ذات أثر. وفي وقت مضى كانت كثير من ماسحات الوجوه تعتمد على الإجراءات الخام غير المتقنة لمسح صور الوجوه بالبعد الثنائي، وهي غير دقيقة كليا لدى وجود تغيرات مختلفة في أحوال الإضاءة.
بيد أن الأسلوب الأساسي لحل مثل هذه المعضلات قد يكون عبر تحديث بسيط. إذ يقوم أسلوب «ستيريو فيجن» بالمسح بالأبعاد الثلاثة. فلدى قيام النظام هذا بعملية المسح، فإنه ينتج نموذجا ثلاثي الأبعاد للوجه، بدلا من البعدين. وهذا ما يتيح للنظام عزل الوجه المطلوب عن سائر الجماهير المحتشدة، وتعزيز وضوح الصورة وتحديدها، مما يعزز أيضا من المدى الفاصل. وبعد ذلك يجري مقارنة الصورة مع قاعدة البيانات. ويقوم راشح أيضا بتعديل درجات الإضاءة، عن طريق تخفيفها وتلطيفها عبر الوجه، لتكون على شاكلة نمط منتظم ومتماثل.
بالنسبة إلى عيوب النظام، فإنه لا يعمل ليلا، كما إنه يواجه صعوبات في مسح الوجوه أثناء فترة الغسق. ولدى فشل المنظار في رسم صورة واضحة للوجه، فإنه يصدر صفيرا مسموعا لمشغله، وإلا فإن العملية برمتها تستغرق نحو خمس إلى عشر ثوان لكي تتم. كما أنها أقل فعالية، عندما يكون الهدف متحركا، فضلا عن مقدار سرعته.
ولن يكون استخدام هذه المناظير حكرا على العسكريين، بل جرى تطوير بعضها أيضا من قبل «ستيريو فيجن» لحساب المعهد القومي للعدل مقابل عقد بقيمة 410 آلاف دولار، كما أن مكتب التحقيقات الاتحادية (إف بي آي) رصد مبلغ مليار دولار على برنامج يدعى «الجيل المقبل من كشف الهويات وتحديدها» الذي يعتمد على تطوير ماسحات للوجه، وبالتالي دمج هذه التقنية مع القياسات الحيوية الأخرى، كقزحية العين، والصوت، وبصمات الأصابع.
* ستائر للإخفاء
* على صعيد آخر لا يزال العلماء يبحثون عن وسائل تتيح لهم تحقيق عملية الإخفاء بشكل كامل، وقد صمم الباحثون الأميركيون ستارة بسماكة لا تتعدى عدة ميكرومترات (الميكرومتر= واحد من المليون من المتر)، يمكنها حجب الأشياء المجسمة من الموجات الكهرومغناطيسية الدقيقة (ميكروويف)، من جميع الاتجاهات، ومن جميع مواقع المراقبة.
واستخدم الباحثون من جامعة تكساس في أوستن، الذين عرضوا دراستهم في مجلة «نيو جورنال أوف فيزيكس»، طبقة جديدة في منتهى الرقة تدعى «ميتاسكرين». وهي مصنوعة من شرائط نحاسية تراوح سماكتها بين 66 و100 ميكرومتر، مع غشاء مرن مصنوع من البوليكاربونات، على شاكلة تصميم شباك صيد السمك. وقد استخدمت هذه الستارة لحجب قضيب أسطواني بطول 18 سنتيمترا من موجات الميكروويف، وأظهرت فعلا وظائف عملية مثالية، عندما كانت الموجات بتردد 3.6 غيغاهيرتز، وما فوق عرض نطاقها المعتدل.
وتوقع الباحثون أيضا أنه نظرا إلى تجانس طبقة «ميتاسكرين» هذه، وصلابة أسلوب الحجب المقترح، فإنه يمكن حجب حتى الأجسام ذات الأشكال الغريبة التي لا تكون متناسقة، بالأسلوب ذاته وإخفائها.
وفي العادة فإنه يمكن التحري عن وجود أي من الأجسام، أي رصدها، عندما ترتد الموجات سواء كانت موجات صوتية، أو ضوئية، أو الأشعة السينية، أو موجات الميكروويف عن سطحها. والسبب الذي نرى فيه الأجسام، هو لكون أشعة الضوء ترتد عن سطحها باتجاه العين، التي تقوم بدورها بالتقاط الضوء ليقوم الدماغ بتحليل المعلومات، كما يكشف الرادار عن الأجسام عندما ترتد الموجات الكهرومغناطيسية عن تلك الأجسام..
وعلى الرغم من أن الدراسات السابقة للستائر استخدمت ما يدعى «المواد الفوقية» ****materials (وهي مواد مصنعة لا يوجد لها مثيل في الطبيعة تصمم من المواد المتوفرة، تمتاز بتراكيبها المتميزة) لتحويل الموجات الواردة، لتدور نحو الجسم، أو تنثني. أما الأسلوب الجديد هذا التي يطلق عليه الباحثون لقب «عباءة أو معطف الحجب والإخفاء»، فإنه يستخدم «ميتاسكرين» معدنية رقيقة جدا لإلغاء الموجات، بعد تبعثرها من نحو الجسم المحجوب.
«لدى قيام المجالات المبعثرة هذه الناجمة عن الجسم، وكذلك عن معطف الحجب المحيط به فإنها تتداخل وتلغي بعضها بعضا، وتكون النتيجة الشفافية والاختفاء الكلي من زوايا المراقبة جميعها»، كما يقول البروفيسور أندريا أليو المشارك في هذه الدراسة، الذي أضاف: «إن فوائد معطف الحجب والإخفاء التي تتفوق على كل الأساليب المتوفرة حاليا، هي التناسق والمطابقة، وسهولة الإنتاج، وتحسين عرض النطاق. ولقد أظهرنا عدم الحاجة إلى مواد كبيرة ضخمة لشطب وإلغاء ما يتبعثر من نحو الجسم المعني، لأن وجود سطح بنمط بسيط متناسق مع جسمه، ربما كاف بحد ذاته، وقد يكون من نواحي كثيرة أفضل من المواد الكبيرة الضخمة».
وكان فريق البحث ذاته قد تمكن في العام الماضي بنجاح من حجب جسم ثلاثي الأبعاد وإخفائه باستخدام أسلوب يدعى «الحجب البلازمي» الذي يستخدم مواد أضخم لشطب الموجات المتبعثرة وإلغائها.
ومع إحراز المزيد من التقدم، فإن أحد التحديات المهمة بالنسبة إلى الباحثين هو استخدام «معطف الحجب» لإخفاء جسم ما عن الضوء المنظور، أي عن الرؤية. «وعلى صعيد المبدأ يمكن استخدام هذا الأسلوب لحجب الضوء»، وفقا إلى البروفيسور أليو، «وعلاوة على ذلك أمكننا تصور إجراء تطبيقات أخرى مثيرة عن طريق استخدام «معاطف الحجب» والضوء المرئي، كتحقيق تركيب علامات وبطاقات بصرية، ومفاتيح نانو متناهية في الصغر، وأجهزة استشعار موسعة متناهية أيضا في الصغر، التي قد تؤمن فوائد كثيرة للأجهزة الطبية الحيوية والبصرية».