. .

شما اینجا هستید

مطالب تصادفی در سایت علمی نخبگان جوان | com.نخبگان

دوربین تصویربرداری بدون باتری اختراع شد

PDF version
کل آرا: 293
نمونه آزمایشیِ نخستین دوربین تصویربرداری که انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را تأمین می کند اختراع شد. این دوربین می تواند در فضاهای سرپوشیده که از نور کافی برخوردار است، هر ثانیه یک عکس بگیرد و این کار را تا مدت نامحدود ادامه دهد.

دوربین تصویربرداری بدون باتری اختراع شد
 

 

نمونه آزمایشیِ نخستین دوربین تصویربرداری که انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را تأمین می کند اختراع شد. این دوربین می تواند در فضاهای سرپوشیده که از نور کافی برخوردار است، هر ثانیه یک عکس بگیرد و این کار را تا مدت نامحدود ادامه دهد.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی «شِری کِی نایِر» استاد علوم کامپیوتر دانشگاه کلمبیا، موفق به طراحی یک پیکسل تصویری شد که نه تنها قابلیت سنجش نور تابشی ورودی را دارد، بلکه آن را به نیروی برق تبدیل می کند. 

این تیم تحقیقاتی نتیجه پژوهش خود را از 4 تا 6 اردیبهشت ماه در کنفرانس بین المللی «عکسبرداری رایانه ای» در دانشگاه رایس در شهر هوستون آمریکا ارائه خواهد کرد.


 

«در میانۀ انقلابی در عرصۀ تصویرپردازی دیجیتال هستیم.» این جمله را استاد نایِر می گوید که مدیریت آزمایشگاه تصاویر رایانه ای در دانشکدۀ مهندسی دانشگاه کلمبیا را بر عهده دارد. وی به فروش تقریباً دو میلیارد دستگاه دوربین از انواع گوناگون در سراسر جهان تنها در سال گذشته اشاره کرد و گفت: «به نظر من این فقط قلۀ کوه یخی است که از آب بیرون زده. 

از تصویرپردازی دیجیتال انتظار داریم که باعث عملی شدن تعداد زیادی از فناوری های در حال ظهور شامل وسایل پوشیدنی، شبکه حسگرها، محیط های هوشمند، داروهای شخصی و دنیایی از پدیده ها شود. 

دوربینی که بتواند دائماً به صورت یک دستگاه افسار گسیخته کار کند، یعنی بدون هیچ گونه منبع خارجی انرژی، فوایدی دارد که باورش سخت است.»نایر که پژوهشگر برجسته ای در تصویرپردازی محاسباتی است، متوجه شد که دوربین های دیجیتال و پنل های خورشیدی اگر چه کاربری متفاوتی دارند (یکی نور سنجی می کند و دیگری نور را به نیروی برق تبدیل می کند)، اما هر دوی آنها ذاتاً از اجزاء مشابهی ساخته شده اند. به طوری که در دل هر دوربین دیجیتال، یک حسگر تصویر که تراشه ای با میلیونها پیکسل است وجود دارد. عامل کلیدی فعال کنندۀ پیکسل، دیود نوری (photodiode) است که با قرار گرفتن در معرض نور، یک جریان الکتریکی تولید می کند. این مکانیزم، هر پیکسل را قادر می سازد تا شدت نور تابیده شده بر آن را بسنجد. 

در پنل های خورشیدی نیز از دیودهای نوری مشابهی برای تبدیل کردن نور تابشی به نیروی برق استفاده می شود. در پیکسلهای دوربینی، از دیود نوری در مد فوتو کانداکتیو (photoconductive mode) یا حالت هدایت نوری استفاده می شود، اما در یک سلول خورشیدی، از آن در مد فوتو ولتائیک (photovoltaic mode) یا حالت تولید قدرت استفاده می شود.

استاد نایر با همکاری مهندس پژوهشگر «دانیل سیمز» و همچنین «میکائیل فریدبِرگ» عضو گروه مشاوران ADSP، یک حسگر تصویر با پیکسلهای 30x40 با استفاده از قطعات آماده تهیه کرد. در نمونه آزمایشی دوربین آنها که درون یک محفظۀ پرینت شده با چاپگر سه بعدی به عنوان بدنۀ دوربین جای داده شده، دیود نوریِ هر یک از پیکسلها همواره در مد فوتو ولتائیک کار می کند.

طراحی پیکسلها خیلی ساده بوده و تنها از دو ترانزیستور استفاده شده است. در هر چرخۀ ضبطِ تصویر، ابتدا از پیکسلها برای ثبت و بازخوانی تصویر، و سپس برای برداشت انرژی و شارژ کردنِ منبع تغذیۀ حسگر استفاده می شود. حسگر تصویر، به طور مستمر میان دو حالت ضبط تصویر و برداشت انرژی، سوئیچ می کند. هنگامی که از دوربین برای ضبط تصاویر استفاده نمی شود، می توان از آن برای تولید انرژی جهتِ سایر دستگاه ها مثل تلفن یا ساعت مچی استفاده کرد.

نایر به موضوع امکان استفاده از یک باتری قابل شارژ جهتِ حسگر تصویر و شارژ خودکار آن بوسیلۀ قابلیت برداشت انرژی اشاره کرد و گفت: «ولی ما نسبت به اثبات اینکه این حسگر براستی و به درستی قادر به تأمین انرژی مورد نیاز خود است، تمایل شدیدی داریم و فقط از یک خازن استفاده کردیم تا انرژی برداشت شده را ذخیره کند.»

وی همچنین گفت: «در گذشته چند طرح مختلف برای حسگرهای تصویریِ قادر به برداشت انرژی پیشنهاد شده، ولی نمونه آزمایشی ما نخستین دوربین تصویربرداری کاملاً خودکفا از نظر انرژی مصرفی است که به نمایش گذاشته شد.» وی افزود: «با اینکه ما برای به نمایش گذاشتن طرح مان از اجزاء و قطعات آماده استفاده کردیم، اما معماری به کار رفته در این حسگر برای استفاده در یک تراشۀ تصویرپردازی حالت جامد جمع و جور، خیلی مناسب است. 

باورمان این است که حاصل کارمان به مثابه گامی بزرگ در پیشرفت به سوی یک نسل کاملاً نو برای دوربینهایی است که دارای قابلیت کار خیلی طولانی مدت و به طور ایدآل دارای قابلیت کار همیشگی هستند، بدون نیاز به دریافت انرژی از خارج دستگاه.»

این پژوهش از سوی «اداره تحقیقات نیروی دریایی» آمریکا حمایت مالی شد.

منبع : کوی دانش 
باز نشر : سایت علمی نخبگان جوان

 
 

افزودن دیدگاه جدید

ویژه های سایت

دعوت از متخصصین حوزه نرم افزار ( جذب برنامه نویس )

شرکت تسهیلگران رشد نوابغ جوان از تمامی متخصصین حوزه نرم افزار که آشنایی با زبان های برنامه نویسی...

دعوت از متخصصین حوزه نرم افزار ( جذب برنامه نویس )

نظر سنجی

  • با چه روشی می توان سریعتر اقتصاد مقاومتی را محقق نمود و کشور را از وابستگی به دیگران رهانید ؟

  • تعداد مقالات: 3,049
  • بازدید امروز : 3154
  • بازدید دیروز: 9093

افراد آنلاین:

144

اکنون ساعت   10:09 am به وقت تهران میباشد.

امروز: شنبه 1 ارديبهشت 1397

بارکد نخبگان جوان کانال تلگرامی
 
 

استفاده از تمامی مطالب سایت تنها با ذکر منبع آن به نام سایت علمی نخبگان جوان و ذکر آدرس سایت com.نخبگان مجاز است
استفاده از نام و برند نخبگان جوان به هر نحو توسط سایر سایت ها ممنوع بوده و پیگرد قانونی دارد
مسئولیت مطالب ارسالی کاربران بر عهده سایت علمی نخبگان جوان نمی باشد

تهیه و تنظیم مطالب: com.نخبگان