عالم يطور كاميرا مذهلة تلتقط 2 مليار إطار فى الثانية الواحدة

في خطوة تعتبر ثورة في عالم التصوير البصري والتقنيات العلمية فقد تمكن أحد العلماء من تطوير كاميرا فائقة السرعة وهذه الكاميرا قادرة على التقاط ما يصل إلى اثنان مليار إطار في الثانية الواحدة وهو رقم مذهل يتجاوز قدرات أغلب الكاميرات الموجودة حاليًا سواء في المجالات العلمية أو حتي في كل المجالات الصناعية أو السينمائية وهذا الابتكار الجديد لا يفتح آفاقا جديدة جدا في عالم التصوير فقط بل قد يغير أيضًا طريقة فهم البشر للحركة والضوء والعمليات الفيزيائية الدقيقة التي لم يكن من الممكن رؤيتها ابدا من قبل

عالم يطور كاميرا مذهلة تلتقط 2 مليار إطار فى الثانية الواحدة

الكاميرا الجديدة تم تصميمها باستخدام تقنية تصوير متقدمة تعرف باسم التصوير الفائق السرعة المتتابع، والتي تعتمد على دمج عدة حساسات ضوئية عالية الكفاءة مع معالج بصري فائق القدرة، مما يسمح بالتقاط لحظات زمنية بالغة القصر بدقة مذهلة جدا، و بدقة تكون عاليه الجوده و وفقًا للباحث الذي ابتكرها، فإن الهدف الأساسي من هذا المشروع لم يكن مجرد الوصول إلى رقم قياسي في عدد الإطارات فقط، بل هو تطوير أداة علمية جدا يمكنها رصد وتحليل لكل الظواهر فائقة السرعة مثل حركة الجزيئات، أو انتشار الضوء، أو حتى انفجارات الموجات في بعض المواد المختلفة.

ما وراء هذه السرعة

لكي نفهم مدى دقة هذه الكاميرا، يكفي أن نعرف أن الكاميرات الاحترافية التي تستخدم في أفلام الأكشن أو الرياضة عادةً ما تلتقط ما بين 120 إلى 1000 إطار في الثانية الواحده، بينما تصل بعض الكاميرات البحثية المتطورة إلى نحو مليون إطار في الثانية في أقصى الحالات أما هذه الكاميرا الجديدة ف تتجاوز ذلك بألفي ضعف تقريبًا، مما يجعلها واحدة من أسرع الكاميرات التي تم تطويرها في تاريخ التصوير، والسر في هذا الإنجاز الكبير يكمن في طريقة معالجة كل البيانات، إذ إن الكاميرا لا تكتفي بالتقاط الصور فقط، بل تُخزّنها و تُحللها في الوقت الحقيقي باستخدام نظام ذكاء اصطناعي مدمج، و هذا النظام قادر على اختيار اللقطات الأهم، وضغط البيانات الهائلة الناتجة عن هذا الكم الضخم من الإطارات، بحيث يمكن لكل للعلماء الاستفادة منها دون الحاجة إلى أجهزة تخزين هائلة الحجم.

استخدامات علمية متعددة

من أبرز المجالات التي يمكن أن تستفيد من هذه الكاميرا هي الفيزياء والطب والهندسة، خاصة في دراسة بعض الظواهر التي تحدث بسرعة فائقة جدا بحيث لا يمكن رؤيتها تماما بالعين المجردة، و على سبيل المثال، يمكن استخدامها في مراقبة انتشار الضوء داخل الأنسجة البشرية، مما يساعد في تطوير تقنيات تصوير طبي أكثر دقة، أو في متابعة حركة الإلكترونات داخل الدوائر الإلكترونية، وهو ما قد يسهم في تطوير معالجات أسرع وأكثر كفاءة، وكذلك يمكن استخدام هذه الكاميرا في مجالات مثل أبحاث الانفجارات النووية المصغّرة أو دراسة الانهيارات الميكانيكية للمواد تحت الضغط، حيث إن كل إطار إضافي يمكن أن يكشف تفصيلا لم يكن بالإمكان رؤيته ابدا من قبل، كما أن بعض شركات الصناعة، مثل شركات صناعه السيارات والطيران قد تستخدمها في اختبار كل أنظمة الأمان، مثل لحظات الاصطدام، أو متابعة أداء كل المحركات التي تكون عالية السرعة.

تحديات تقنية ضخمه

لكن الوصول إلى هذا المستوى من الأداء لم يكن أمرًا سهلا على الإطلاق، فقد واجه فريق التطوير مجموعة من التحديات التقنية، ومن ابرز هذه التحديات تكون كالاتي:

تصميم نظام تخزين

التعامل مع هذا الكم الهائل من البيانات الناتجة عن تصوير مليارات الإطارات في الثانية، الكاميرا الواحدة يمكن أن تولد خلال ثانية واحدة بيانات بحجم عدة تيرابايت، وهو ما استدعى تصميم نظام تخزين وايضا معالجة خاص فائق القدرة.

اداره الحراره

التحدي الآخر كان في إدارة الحرارة، إذ إن بعض المستشعرات الضوئية والمعالجات القوية تولد حرارة هائلة جدا و ذلك أثناء العمل بسرعات عالية، لذلك جرى تصميم نظام تبريد مبتكر حيث انه قد يعتمد على التوصيل المائي و الهوائي في آن واحد، وذلك لضمان ثبات الأداء ومنع أي تشويش بصري قد يحدث.

نقلة في التصوير السينمائي والعلمي

رغم أن الهدف الأساسي من تطوير الكاميرا كان علميًا، فإن تأثيرها قد يمتد إلى عالم السينما والتصوير البصري أيضًا تخيل مثلًا أن يتمكن المخرجون من تصوير مشهد لحظة اصطدام قطرة ماء بسطح زجاجي بسرعة تكشف كل حركة وجزء من الثانية بتفاصيل مذهلة جدا، أو تصوير لقطات الحركة البطيئة بدقة لم تكن ممكنة من قبل، ومن المتوقع أن تكون هذه التقنية متاحة في المستقبل القريب ضمن الكاميرات المخصصة للإنتاج السينمائي الكبير، لكنها بطبيعة الحال ستكون مرتفعة في التكلفة وفي البداية، قبل أن تنخفض أسعارها تدريجيًا مع مرور الوقت وانتشار هذه التقنية في كل الأسواق.

رأي بعض الخبراء

عدد من العلماء والمهندسين وصفوا الابتكار بأنه قفزة نوعية في فهم الزمن البصري، لأن هذه السرعة الخيالية تمنح الإنسان القدرة على رؤية أشياء لم يكن يدرك أنها تحدث في الواقع، بعضهم شبه الأمر بامتلاك عين خارقة قادرة على رؤية ما يدور في أجزاء من المليون من الثانية، وهي الفترة الزمنية التي تستغرقها بعض التفاعلات الكيميائية والنووية الدقيقة جدا، و في المقابل، يرى آخرون أن الاستخدام الواسع لهذه الكاميرات سيحتاج إلى تطوير خوارزميات و تحليل أكثر تطورا، لأن الإنسان العادي لن يتمكن من استيعاب الكم الهائل من البيانات التي تنتجها، وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي في المساعدة على استخلاص المعلومات الهامة من هذه اللقطات.

المستقبل المشرق للتقنيات البصرية

العالم الذي ابتكر الكاميرا أشار إلى أنه يعمل حاليًا على نسخة أكثر تطورا قد تتمكن من تجاوز حاجز عشره مليارات إطار في الثانية الواحده، وهو ما سيضعها في مستوى جديد كليا من القدرات العلمية، كما يخطط الفريق لاستخدام هذه التقنية في الأبحاث المتعلقة بالليزر والضوء الفائق السرعة، وهي مجالات قد تفتح الباب لتطبيقات غير متوقعة مثل تطوير أجهزة اتصال بصرية أسرع من الحالية بملايين المرات، ومن المنتظر أن يجذب هذا المشروع استثمارات ضخمة جدا من مؤسسات علمية وصناعية كبرى، خاصة تلك المهتمة بالذكاء الاصطناعي ومعالجة الصور، إذ إن الجمع بين دقة الالتقاط وسرعة في التحليل وهذا قد يخلق طفرة كبيرة في الابتكارات المستقبلية.

تقنيه مستحدثه وتحول كامل لعالم التصوير و الرؤيه البصريه

من الواضح أن هذا الابتكار ليس مجرد خطوة تقنية عابرة، بل نقطة تحول في عالم التصوير والرؤية البصرية الكاميرا القادرة على التقاط ملياري إطار وذلك يكون في الثانية الواحده، حيث تمنح كل العلماء نافذة جديدة جدا لرؤية المجهول، وتتيح لكل للبشرية فهم ما كان يحدث في كل اللحظات الخفية من الزمن وبينما لا يزال أمامها طريق طويل قبل أن تستخدم تجاريا على نطاق واسع جدا، فإن ما حققته بالفعل يمثل انجاز مذهلا يضاف إلى سجل هذا التطور التكنولوجي للبشرية، ويؤكد أن حدود العلم لا تتوقف عند ما نراه فقط، بل تمتد إلى ما لم نتمكن من رؤيته بعد.