पाण्यातील प्रतिमाही घेता येतील सहजतेने

स्टॅनफोर्ड येथील अभियंत्यांनी पाण्याबाहेरून पाण्यातील प्रतिमा घेण्यासाठी विशिष्ट असे तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. या तंत्रज्ञानामध्ये प्रकाश आणि ध्वनी यांचा एकत्रित वापर केला आहे. यामुळे मिळणाऱ्या प्रतिमा अधिक अचूक होण्यास मदत होणार आहे. पाण्यातील घटकांच्या प्रतिमा पाण्याबाहेरून घेताना अनेक अडचणी येतात. विशेषतः विमाने, ड्रोन किंवा उपग्रहाद्वारे केल्या जाणाऱ्या समुद्र किंवा तलावांच्या जैविक सर्वेक्षणामध्ये ही अडचण प्रामुख्याने जाणवते. कारण या वेळी प्रकाश हवेतून पाण्यामध्ये जाताना त्यांच्या कोनामध्ये बदल होते. माध्यमांतर होताना प्रकाशाच्या वेगामध्ये बदल होतात. परिणामी ही छायाचित्रे आणि प्रत्यक्षातील त्या घटकाची स्थितीमध्ये यामध्ये बराच फरक असू शकतो. ही त्रुटी कमी करण्यासाठी स्टॅनफोर्ड येथील अभियंत्यांनी प्रकाश आणि ध्वनी यांचा एकत्रित वापर केला आहे. त्यांनी विकसित केलेल्या या तंत्रज्ञानाला ‘फोटोॲकॉस्टिक एअरबॉर्न सोनार सिस्टिम’ असे नाव दिले असून, हे संशोधन ‘जर्नल आयईईई ॲक्सेस’ मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे. स्टॅनफोर्ड येथील सहयोगी प्रोफेसर अमीन अर्बाबियन यांनी सांगितले, की हवा आणि अवकाश येथून पृथ्वीची छायाचित्रे किंवा नकाशे मिळवण्यासाठी गेल्या दशकापासून आपण रडार आणि लेसर आधारित लिडार ही प्रणाली वापरतो. रडार किरणे ही ढग किंवा पर्णसंभारातूनही पुढे जाऊ शकतात. मात्र, समुद्रांमधील प्रतिमा घेताना प्रकाश किंवा ही किरणे अधिक प्रमाणात शोषली जातात. गढूळ पाण्यामध्येही प्रतिमा घेण्याचे ध्येय आम्ही ठेवले होते. समुद्राचे नकाशे तयार करण्यातील अडचणी ः एकूण पृथ्वीच्या सुमारे ७० टक्के भागामध्ये पाणी आहे. त्यांची खोली वेगवेगळ्या ठिकाणी बदलत राहते. पाण्याची खोलीतील किंचित बदलानेही उच्च दर्जाच्या प्रतिमा किंवा नकाशे यातील अचूकता बदलून जाते. ही भौतिकशास्त्राची मर्यादा आहे. उदा. ध्वनी हा हवेतून पाण्यात किंवा पाण्यातून हवेत जात नाही. या प्रक्रियेमध्ये झालेल्या परावर्तनाने ध्वनी तरंगातील ऊर्जा ९९ टक्क्यांपेक्षा अधिक प्रमाणात ऱ्हास होते. ज्या वेळी आपल्याला पाण्याखाली पाहायचे असते, त्यावेळी ध्वनी हवेतून पाण्यात जाताना व त्यावर आपटून माघारी घेताना पुन्हा पाण्यातून हवेत येताना अशा प्रकारे दोन वेळा ऊर्जेचा ऱ्हास होतो. हीच बाब इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रॅडिएशनची ( यात प्रकाश, मायक्रोवेव्ह आणि रडार संदेश यांचा समावेश होतो.) असते. एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात जाताना त्यांचे तंत्र ध्वनी पेक्षा वेगळे असले तरी ऊर्जेचा ऱ्हास हा होतो. अगदी प्रकाशाचेही परावर्तन होणे आणि पाण्याद्वारे शोषला जाणे यामुळे ऊर्जेचा ऱ्हास होतो. या दोन्ही घटकांमुळे समुद्रांमध्ये एका विशिष्ट टप्प्यानंतर सूर्यप्रकाश पोचू शकत नाही. या घटकांमुळेच हवेतून किंवा अवकाशातून ज्या प्रमाणे जमिनीचे नकाशे तयार करता येतात, त्या प्रमाणे समुद्रांचे करता येत नाहीत. सध्या समुद्रांचे नकाश मिळवण्यासाठी जहाजांना लावलेल्या ध्वनी (सोनार) प्रणालीचा वापर केला जातो. असे काम करते नवे तंत्रज्ञान ः प्रकाश आणि ध्वनी यांचा एकत्रित वापर करून नवे तंत्र विकसित केले आहे. यात हवेमध्ये प्रकाशाचा वापर केला जातो, तर पाण्यामध्ये ध्वनीचा वापर केला जातो. त्यातून दोन्ही माध्यमांमध्ये चांगल्या रीतीने प्रतिमा घेणे शक्य होते. प्रो. बुत्रुस खुरी - याकूब यांच्या प्रयोगशाळेमध्ये त्यासाठी खास उपकरणे विकसित करण्यात आली आहेत. या उपकरणामध्ये प्रथम हवेमध्ये लेसर किरणे फेकली जातात. ती पाण्याच्या पृष्ठभागाकडून शोषली जातात. लेसर किरणे पाण्याकडून शोषली गेल्यानंतर तिथे अल्ट्रासाऊंड तरंग तयार होतात. ते पाण्यात खोलपर्यंत जाऊन एखाद्या पृष्ठभागावर आपटल्यानंतर पुन्हा पाण्याच्या पृष्ठभागापर्यंत येतात. अर्थात, यात काही ऊर्जा खर्च झाली तरी पुन्हा लेसरच्या साह्याने ध्वनी लहरी तयार केल्याने ऊर्जा स्थिर ठेवता येते. येथून परावर्तित झालेल्या अल्ट्रासाऊंड लहरींची नोंद घेणाऱ्या उपकरणाला ट्रान्सड्युसर असे म्हणतात. हा प्रत्येक सिग्नल पकडून त्यातून त्रिमितीय प्रतिमा तयार करण्यासाठी खास संगणकीय प्रणाली वापरली जाते.  सध्या या तंत्राच्या चाचण्या एका मोठ्या मत्स्यतलावामध्ये घेतल्या जात आहेत. पहिल्या टप्प्यात स्थिर पाण्यात यश मिळाल्यानंतर भविष्यात लाटा असलेल्या पाण्यामध्ये प्रयोग करण्यात येणार आहेत. हे आव्हानात्मक असले तरी फार अशक्य कोटीतील वाटत नसल्याचे अॅडन फिट्सपॅट्रिक आणि अजय सिंघवी यांनी सांगितले.  अन्य एका प्रकल्पामध्ये जमिनीतील मुळांच्या प्रतिमा घेण्यासाठी मायक्रोवेव्ह किरणांचा वापर केला होता. भविष्यामध्ये हे तंत्र मुळांच्या प्रतिमा घेण्यासाठीही उपयोगी राहू शकते. --------------- या तंत्रज्ञानाचा व्हिडिओ पाहण्यासाठी लिंक ः https://youtu.be/२YyAnxQkeuk