Geleceğin Altı Küresel Konumlandırma (GPS) Teknolojisi >> Lazerle çalışan LIDAR klasik radarın yerini alıyor
ABD Savunma Bakanlığı İleri Savunma Araştırmaları Projeler Dairesi DARPA yakın geleceğin küresel konumlandırma (GPS) teknolojilerini geliştiriyor. Bu bağlamda radyo dalgaları yerine lazer ışınlarıyla çalışan LIDAR sistemi hızla klasik radarın yerini alıyor.
Dünyanın farklı ülkelerindeki atom saatlerini kuantum dolaşıklığıyla birbirine bağlayan bilim adamları, 5 milyar yılda 1 saniye bile geri kalmayan süper hassas saatler geliştiriyor ve önümüzdeki senelerde bu saatler GPS’nin hizmetine sunulacak.
GPS’den bana ne derseniz sosyal medyayı düşünün: Elinizdeki bütün Foursquare, Instagram ve Swarm check-in’lerini dünyadaki konumunuzu metre hassaslığıyla belirleyen GPS uyduları sayesinde yapıyorsunuz.
Seni daha iyi ölçebilmek için!
Siber saldırılar web sitelerini tehdit eder, sesten 5 kat hızlı giden yolcu uçakları tasarlanır ve insanlar 40 yıl içinde yakın yıldızlara seyahat edecek ilk uzay sondalarını planlarken elimizdeki GPS sisteminin hızla eskidiğini söylesek yeridir.
DARPA gittikçe hızlanan hayatın temposuna yetişmek için mikro atımlı lazer ışınları, kuantum fiziğindeki dolaşıklık olgusu ve nanoteknolojiden yararlanarak geleceğin süper hassas saatlerini geliştiriyor. İşte size 10 yıl içinde kullanıma girecek veya yaygınlaşacak olan altı gelecek kuşak “konumlandırma, navigasyon ve zamanlama” teknolojisi:
1) Lazer radarı LIDAR
LIDAR teknolojisinde bilgisayarlar uzaktaki gemilerin, uçakların ve taşıtların mesafesini radyo dalgalarıyla değil de lazer ışınlarıyla ölçüyor. Hedefe radyo dalgaları yerine mikro saniye aralıklı kısa atımlı lazer ışınları gönderen LIDAR, lazerin hedeften ne sürede geri sektiğine bakarak taranan cismin konumunu, hızını ve yönünü belirliyor.
Işıkla Tespit ve Mesafe Bulma kelimelerinin İngilizce kısaltması olan LIDAR sistemi uzun mesafeleri tarayan, ancak radyo dalgalarını dağıtarak sinyali bulandıran radardan çok daha hassas bir teknoloji. Nitekim NASA, Ay-Dünya mesafesini de Apollo 11 astronotlarının Ay’a yerleştirdiği küçük bir aynaya yerden lazer ışını yansıtarak ölçmüştü.
Radarla insanların fotoğrafını çekmek imkansız. En gelişmiş radarlar bile uçakların sadece kaba bir siluetini çıkarabiliyor. Ancak LIDAR şehirlerdeki binaların, cadde ve sokakların, ağaçların, hatta insanların 3 boyutlu çekimini yapabiliyor.
Bu sebeple LIDAR teknolojisi yakında Yandex panorama görünümü ve Google Street View hizmetleriyle birleşerek şehirlerin son derece detaylı 3B haritasının çıkarılmasında kullanılacak. Bu da sanal turizmi yaygınlaştırarak yurt dışına gitmeye vakti veya parası olmayan aileler için pratik bir alternatif oluşturacak.
İyisiyle kötüsüyle
LIDAR teknolojisi Kara Şimşek KITT gibi sokakta tek başına giden bilgisayarlı sürücüsüz arabaların yaygınlaşmasını da sağlayacak. LIDAR günümüzdeki Yandex Navigasyon hizmetleri ile taksideki navigasyon cihazlarının yerini alacak.
Şehirlerin gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlayan bu sistem bir yandan kuyumcuları soyan suçluların ve kapkaççıların yakalanmasını kolaylaştırırken, öte yandan vatandaşın her an gözetlenmesini sağlayarak şehirleri birer açık hava hapishanesine dönüştürebilir.
LIDAR günümüzde yüksek çözünürlüklü haritalar çıkarmakta kullanılıyor. Aynı zamanda arkeoloji (toprak altındaki eski eserler), jeoloji (yer şekilleri), sismoloji (deprem haritası), ormancılık, polis hız radarı (aşırı hız yapan sürücülerin yakalanması) gibi alanlarda kullanılıyor. Evet, polislerin yeni radarı aslında gerçek bir radar değil, LIDAR. 🙂
2) Uyarlanabilir Navigasyon Sistemleri (ANS) programı
ANS kapsamında bilim adamları hız, konum ve yön tespiti için yeni GPS teknolojileri geliştiriyor. Bu sistemler Dünya kabuğundaki küçük yerçekimi anormalliklerini, örneğin Ağrı Dağı’nın bölgede yol açtığı yerel kütle artışını bile ölçebilecek.
Aynı zamanda, yörüngedeki GPS uydularını bozan elektromanyetik güneş fırtınalarından kaynaklanan arızalara rağmen uçakların ve gemilerin rotasını en doğru şekilde izleyecek. ANS sistemi GPS’nin tersine, Gezi olaylarında Taksim’deki gençlerin internetini kesen jammerlara, yani sinyal bozuculara karşı dayanıklı olacak. ANS destekli telefonların sinyalini kesmek mümkün olmayacak.
Bilim adamları bunu gerçekleştirmek için soğuk atom girişimölçer teknolojilerinden yararlanmayı ve Bose-Einstein Yoğuşma olgusunu kullanan kuantum dolaşıklığı sistemleri kurmayı planlıyor. Atom saatlerindeki atomları süper soğutarak kuantum dolaşıklığına sokan fizikçiler, Fransa ve Singapur gibi dünyanın farklı ülkelerindeki atom saatlerini fiber optik kablolarla (ışık ışınlarıyla) birbirine bağlayarak süper hassas zamanlayıcılar üretecek. Öyle ki bu saatler 5 milyar yılda 1 saniye bile şaşmayacak.
Günümüzde deneysel sanayide DNA ile sentezlenen metal alaşımlar kullanıyor ve fotosentez yaparak çoğalan mikroskobik robotlar geliştiriyoruz. Ancak, süper hızlı nanoteknolojinin laboratuardan çıkıp gerçek hayatta yaygınlaşması için son derece duyarlı saatler gerekiyor. Yeni atom saatleri sayesinde moleküllerin kimyasal etkileşimlerini bile gerçek zamanlı olarak ölçebileceğiz. Böylece molekül hassaslığında plastik yüzeyler gibi çözümler üretebileceğiz.
ANS sistemi bunun için GPS uydularına ek olarak ticari uydulardan, radyo-TV antenlerinden, hatta şimşek çakmalarının yol açtığı elektromanyetik parazitten yararlanacak. Böylece savaşta, siber saldırıda, doğal afette ve hükümet sansüründe kesilmeyen bir internet ve telefon şebekesi için ilk adım atılmış olacak.
3) Konumlandırma, Seyrüsefer ve Zamanlama Mikro-Teknolojisi (Mikro-PNT)
Bu sistem DARPA’nın geliştirdiği mikro elektromekanik düzeneklerden (mikroskobik motor, elektronik devre ve makinelerden) yararlanıyor. Böylece bilgisayar çipi kadar küçük jiroskoplar, atom saatleri ve atalet ölçüm sistemleri geliştirmek amaçlanıyor.
Her şey lastiğin tam olarak hangi taşın üstünden geçtiğini anlayacak hassasiyette otomobiller ile diğer hassas teknolojiler geliştirmek için! 🙂 Bugün ABD ve İngiltere’nin, hatta Amazon şirketinin insansız hava araçları geliştirdiğini hatırlayın. Çin, ABD, Rusya, Fransa ve İngiltere buna ek olarak insansız hayalet hava muharebe araçları (USCAV) da geliştiriyor.
Bütün bu robot savaş uçakları, uçan robot postacılar ve gözetleme İHA’ları da hafif ve küçük olmak için minyatür uçuş sistemleri kullanmak zorunda. Mikro-PNT bunu amaçlıyor.
4) Kuantum Destekli Algılama ve Okuma (QuASAR)
Bu teknoloji atom saatlerini kuantum dolaşıklığı ile birbirine bağlamakta kullanılacak. Laboratuarda geliştirilen QuASAR saatleri 5 milyar yılda 1 saniyeden az geri kalıyor.
QuASAR sistemi fotonik kristallerden yararlanarak kuantum bilgisayarlara eklenirse cephedeki askerler bile yanında küçük bir atom saati taşımış olacak. Zaten süper hızlı kuantum bilgisayar işlemcileri için süper hızlı QuASAR atom saatleri lazım. QuASAR saatler aynı zamanda LIDAR’ların ölçüm duyarlılığını da artıracak.
5) Ultra Hızlı Lazer Bilim ve Mühendislik Programı (PULSE)
Mikro atımlı lazerlerden yararlanan bu teknoloji evimizdeki sıradan termometreler ile akıllı telefonların kuantum duyarlılığında ısı ve hareket ölçümü yapmasını sağlayacak (Kinect benzeri sistemler dahil).
DARPA’nın geliştirdiği nanoteknoloji (metrenin milyarda biri) ve mikro teknoloji ürünleri (metrenin binde biri boyundaki elektromekanik devreler) hastanelerde bulunan oda boyundaki MR cihazlarının yerini alacak ve bu sayede fMR cihazlarının boyu tablet boyuna inecek.
Böylece insanlar kendi cep telefonuyla kendi check-up’ını yaparak sonuçları hastaneye bildirecek ve kimse özel hastanede milyarlarca liralık check-up parası ödemek zorunda kalmayacak.
Bu sistem cephede yaralanan askerlerin veya ıssız yolda kaza geçiren vatandaşların da hayatını kurtaracak. Artık en kritik tıbbi müdahaleler bile hastaneye gitmeden ambulansta yapılabilecek, hatta sürücüler bunun için bagajdaki ilk yardım çantasını kullanabilecek.
6) Çatışma Bölgelerinde Uzaysal, Zamansal ve Yönelimsel Bilişim (STOIC)
Evet, Amerikalıların kulağa yabancı gelen en kompleks teknik terimleri bile komik kısaltmalara dönüştürme kabiliyeti var ve STOIC de bu tür kısaltmalardan biri. STOIC sistemi örneğin GPS sinyalinin olmadığı gerilla savaşlarında askerlerin arazide konumlarını bulmasını kolaylaştıracak.
Aynı zamanda dinamik web tabanlı ve Meshnet benzeri yerel ağ bağlantısı kurarak askerlerin siperlerde birbiriyle internet üzerinden iletişim kurmasını sağlayacak. Askerler bunu Facebook messenger için kullanmayacak; ama düşmanların tarladaki anlık konumunu ölçerek bunu tablet ekrandaki bir haritaya yansıtabilecek.
Lazer radarı LIDAR nasıl çalışır?
Phoenix LiDAR’lı İnsansız Hava Aracı prototopi – V2 (şehirleri daha iyi gözetlemek için)
