گروهی از مهندسان موفق به ساخت نوعی عینک پیشرفته و شبیه تجهیزات دنیای Blade Runner شدهاند که به کاربران امکان میدهد بخشی از جهان پنهان نور فروسرخ را مشاهده کنند.
با اینکه پرتوهای فروسرخ در تمام اطراف ما وجود دارند، چشم انسان بهصورت طبیعی توانایی دیدن آنها را ندارد. دلیل این موضوع این است که هر فوتون فروسرخ انرژی کافی برای فعال کردن سلولهای حساس به نور در شبکیه چشم را ندارد. برای عبور از این محدودیت زیستی، گروهی از پژوهشگران مؤسسه فناوری پکن سامانهای طراحی کردهاند که نور فروسرخ را دریافت میکند و آن را به بارهای الکتریکی تبدیل میسازد. سپس این بارها به یک لایه OLED که مستقیماً داخل عدسی شفاف عینک قرار گرفته است، منتقل میشوند؛ فناوریای مشابه صفحهنمایشهایی که در برخی لپتاپها و نمایشگرها استفاده میشوند. پس از انجام این تبدیل، نور فروسرخ به شکلی درمیآید که چشم انسان قادر به مشاهده آن خواهد بود.
در تلاشهای قبلی برای تبدیل نور فروسرخ، تمام این طیف نوری معمولاً به یک رنگ واحد تبدیل میشد. اما این عینک جدید میتواند طول موجهای مختلف فروسرخ را تشخیص دهد و آنها را با رنگهای متفاوتی از قرمز و فیروزهای یا زرد نمایش دهد، در حالی که همچنان اجازه عبور نور طبیعی مرئی را نیز میدهد. نتیجه این فناوری، عینکی است که کاربر با یک عدسی میتواند همزمان طول موجهای فروسرخ و نور معمولی قابل مشاهده را ببیند.
جهشی تازه در توانایی دید انسان
پژوهشگران درباره تأثیر احتمالی این فناوری دیدگاه بلندپروازانهای دارند. آنها این توانایی جدید برای مشاهده فروسرخ را یک تغییر اساسی در الگوی بینایی انسان و گامی برای عبور از محدودیتهای زیستشناختی تکاملی میدانند. با این حال، کاربردهای روزمره و عملی این فناوری برای افراد عادی هنوز کاملاً مشخص نشده است.
اعضای این تیم پژوهشی در مقاله خود نوشتهاند:
این فناوری با عبور از مرزهای تکاملی گیرندههای نوری زیستی، مسیر را برای ساخت نسل آینده اندامهای بینایی مصنوعی، واقعیت افزوده با دقت بالا، شناسایی مواد بر پایه ویژگیهای مولکولی و مسیریابی مطمئن در محیطهایی با دید ضعیف هموار میکند.
نتایج این تحقیق هفته گذشته در مجله Science Advances منتشر شد. از نظر توانایی درک نور، انسان در مقایسه با بسیاری از جانوران محدودیتهای زیادی دارد. مارهای زنگی، خفاشهای خونآشام، برخی سوسکها و تعدادی از حشرات میتوانند امواج فروسرخ را تشخیص دهند. زنبورها و پرندگان نیز توانایی دیدن نور فرابنفش را دارند، اما انسان از هیچکدام از این قابلیتها برخوردار نیست.
چشم انسان تنها میتواند طول موجهایی در محدوده حدود ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر را دریافت کند. این یعنی ما کمتر از یکصدم درصد از کل طیف الکترومغناطیسی را مشاهده میکنیم. به همین دلیل پژوهشگران میگویند انسانها ذاتاً نسبت به تابش فروسرخ نابینا هستند.
با وجود این محدودیت طبیعی، انسان توانسته است با استفاده از خلاقیت و مهندسی، ضعفهای زیستی خود را جبران کند. برای تبدیل نور فروسرخ، این گروه از ذرات مهندسیشده بسیار کوچکی به نام نقاط کوانتومی کلوئیدی تلورید جیوه استفاده کردند. این ذرات توانایی جذب فوتونهای فروسرخ را دارند.
نور جذبشده سپس به یک لایه OLED تاباننده منتقل میشود که دارای دو کانال رنگی جداگانه است. در این ساختار، ابتدا لایه قرمز فعال میشود و لایه فیروزهای تنها زمانی وارد عمل میشود که لایه قرمز در برابر سیگنال قویتر یا طول موج کوتاهتر بیش از حد تحریک شده باشد. در نتیجه، نور فروسرخ ضعیفتر با طول موج بلندتر تصویری قرمز ایجاد میکند، در حالی که نور فروسرخ قویتر با طول موج کوتاهتر ترکیبی از رنگ قرمز و فیروزهای به وجود میآورد.
این سامانه تبدیل نور سپس درون یک عینک سبک با وزن ۲۳ گرم، یعنی تقریباً به اندازه نیم اونس، قرار داده شد. در آزمایشها، پژوهشگران نور فروسرخ را به شکلها و اجسام متحرک مختلف تاباندند. عینک توانست این نور را به صورت سایههایی از قرمز یا ترکیب قرمز و فیروزهای نمایش دهد و آن را روی تصویر طبیعی محیط مرئی قرار دهد.
آینده عینکهای دید فروسرخ و ایده سوپر بینایی
با وجود اینکه این عینک توانسته هدف علمی خود را محقق کند، احتمالاً در آینده نزدیک جایگاهی در دنیای مد و طراحی نخواهد داشت. قاب آن بسیار ساده و شکننده است و از نواری پلاستیکی به رنگ بژ ساخته شده است. نمایشگر نیز تنها مقابل یکی از چشمها قرار میگیرد. ظاهر نهایی محصول ترکیبی میان یک ابزار سایبرپانک ارزانقیمت و عینکهای سهبعدی یکبارمصرفی است که در سینماهای اوایل دهه ۲۰۰۰ استفاده میشد.
این تنها پروژهای نیست که برای ایجاد دید فروسرخ در حال توسعه است. یک گروه پژوهشی دیگر از دانشگاه علم و فناوری چین نیز بهتازگی نمونه اولیه یک لنز تماسی طراحی کردهاند که میتواند طول موجهای فروسرخ را شناسایی کند و آنها را به شکل رنگ نمایش دهد.
هرچند هم این لنز تماسی و هم عینک فروسرخ هنوز در مرحله آزمایشگاهی قرار دارند، پژوهشگران هر دو پروژه معتقدند این تحقیقات میتوانند مقدمهای برای ساخت فناوریهایی باشند که در آینده نوعی سوپر بینایی را در اختیار کاربران قرار میدهند.
این قابلیت شاید به اندازه دید پرتو ایکس در داستانهای کمیک چشمگیر نباشد، اما دستکم میتواند به انسان کمک کند تا در زمینه مشاهده فروسرخ نسبت به حشرات و پرندگان برتری پیدا کند.
دیدگاهها
هنوز دیدگاهی ثبت نشده. اولین نفر باشید.