معجزه ارتباطات در قرن بیست و یکم

محققان در سراسر دنیا در تلاش هستند آرزوهای دیرینه بشر را محقق سازند. شاید هیچ کس تصور نمی‌کرد روزی در دنیای واقعی با فناوری‌هایی مواجه شویم که به عنوان رویایی دور از ذهن و دست‌نیافتنی مطرح بود.

این روزها در گوشه و کنار دنیای بزرگ فناوری کمتر جایی را پیدا می‌کنید که ردپای فناوری سه‌بعدی در آن وجود نداشته باشد. به عبارتی، فناوری سه‌بعدی گوی سبقت را از فناوری دوبعدی ربوده است. از نمایشگر‌های تلویزیونی سه‌بعدی و پیشرفت‌هایی که با گذشت زمان در این نمایشگرها ایجاد شده است تا فیلم‌های سه‌بعدی که تهیه می‌شود و به سینماها و حتی سینماهای خانگی راه پیدا می‌کند، همه و همه بیانگر این است که در دنیای امروز فناوری، سه‌بعدی‌ها قدرت را در دست دارند. فکر می‌کنید اکنون نوبت کدام فناوری سه‌بعدی است که به زندگی بشر قدم گذاشته و دریچه جدیدی را پیش روی او بگذارد؟

فرش قرمز دنیای ارتباطات برای هولوگرافی

این روزها در دنیای ارتباطات از فناوری جدیدی سخن به میان آمده است که می‌توان آن را معجزه رسانه در قرن بیست و یکم نامید. هولوگرام‌های سه‌بعدی کلید ورود به دنیای جدید ارتباطات است. با استفاده از این فناوری شما می‌توانید هنگام تماس تلفنی، تصویر سه‌بعدی شخصی را که در آن سوی خط تلفن با او در حال مکالمه هستید، مشاهده کنید. در حقیقت این شیوه جدید در ارتباطات، امکان تماس تلفنی سه‌بعدی است. برای ایجاد تماس سه‌بعدی شخص باید در مقابل یک دوربین اختصاصی که به دو عدسی و یک میکروفن مجهز شده، قرار گیرد. دو تصویر ایجاد شده از طریق این عدسی در هم ادغام شده و در نهایت یک تصویر سه‌بعدی از طریق خط اینترنت ارسال خواهد شد.

گیرنده تماس به کمک دستگاه هولوگرام، تصویر سه‌بعدی ارسالی را دریافت می‌کند و این تصویر با استفاده از یک پروژکتور لیزری روی صفحه‌ای از بخار آب نمایان می‌شود. ویژگی جالب توجه این تصویر سه‌بعدی این است که در زمان واقعی صحبت کرده، به صحبت‌های تماس‌گیرنده گوش می‌کند و حتی می‌تواند حرکت کند.

در حقیقت، در این شیوه جدید ارتباطی، تصویر مجازی سه‌بعدی فردی را که با او در حال مکالمه هستید، می‌بینید. شرکت ارائه‌کننده این فناوری از عرضه مدل عملیاتی گوشی‌هایی با قابلیت ارسال و دریافت تصاویر سه‌بعدی خبر داده است که پس از ساخت سیستم‌های تعاملی هولوگرام سه‌بعدی ارائه خواهد شد.

هولوگرام، فناوری جدیدی نیست

وقتی از هولوگرام‌ صحبت به میان می‌آید بیش از هر چیز توجه شما به هولوگرام‌هایی معطوف می‌شود که روی کارت‌های شناسایی یا بسته‌بندی محصولات مختلف ثبت شده است. آنچه امروزه به عنوان هولوگرافی یا تولید هولوگرام مطرح‌شده در خواص و ویژگی‌های منحصر به فرد این هولوگرام‌ها ریشه دارد که امروزه به عنوان یک روش جدید در تصویربرداری مورد توجه قرار گرفته است. در تصویربرداری به روش هولوگرافی، بازیابی تصویر تهیه‌شده می‌تواند بازگوکننده اطلاعاتی درباره موقعیت آن تصویر باشد و به عبارتی تصویری واقعی از جسم یا فرد را بازسازی کند. بنابراین به نظر می‌رسد این خود فرد است که در مقابل شما قرار گرفته، نه تصویرش.

از روش‌های مختلفی برای تهیه تصاویر هولوگرافیک استفاده می‌شود که بر اساس کاربرد، این تصاویر نیز می‌تواند محدوده وسیعی از برچسب‌های هولوگرافیک ثبت‌شده روی کارت‌های شناسایی تا برچسب روی بسته‌بندی محصولات مختلف و همچنین تصاویر دوبعدی تبلیغاتی را در برگیرد. کاربرد هولوگرافی در این زمینه‌ها موضوع جدیدی نیست و قدمتی دیرینه دارد. آنچه از آن به عنوان کلید ورود به دنیای جدید ارتباطات یا ارتباطات سه‌بعدی نام برده شده فناوری‌ای است که می‌تواند تصاویر سه‌بعدی متحرک تولید کند و به عنوان امکانی برای برقراری ارتباطات زنده تصویری مورد استفاده قرار گیرد.

از عکاسی تا هولوگرافی

هولوگرافی از نظر بسیاری از ویژگی‌ها شبیه به عکاسی است. با این تفاوت که برای تهیه تصاویر سه‌بعدی از اجسام باید از واسطه‌هایی برای تصویرسازی استفاده کرد. در عکاسی بر اساس عملکرد دوربین‌های معمولی، از نور محیط به عنوان منبع نور استفاده می‌شود.

امواج نور مرئی نامنظم است و به همین دلیل نمی‌توان از آن برای ثبت اطلاعات عمق اجسام در تصاویری که از آنها عکس گرفته می‌شود، استفاده کرد. اگر بخواهیم از عمق سوم اجسام هم در تصویر ثبت‌شده اطلاعاتی وجود داشته باشد باید از منبع نوری استفاده کنیم که تک رنگ یا تک فرکانس بوده و منظم باشد. نور لیزر این ویژگی‌ها را دارد. بنابراین با تابش نور لیزر به اجسام مختلف، اطلاعات مربوط به عمق سوم اجسام نیز قابل ثبت خواهد بود. اما همه ماجرا به این سادگی نیست. بعد از ارسال تصویر باید بتوان آن را بازسازی کرد. برای این کار از نمایشگرهایی که قطرات آب در کنار هم تشکیل داده‌اند، استفاده می‌شود که این فرآیند نیز محدودیت‌های خاص خودش را دارد. با توجه به این که رنگ تصویر به فرکانس نور تابیده شده بستگی دارد، اگر برای تهیه تصاویر از یک باریکه لیزر استفاده کنیم، تصویر نهایی تک‌رنگ خواهد بود، اما اگراز سه باریکه لیزر که فرکانس آنها مطابق فرکانس نور رنگ‌های اصلی است استفاده کنیم، تصویری تمام رنگی بازسازی می‌شود.

استفاده از فناوری هولوگرام در رسانه برای نخستین بار در جریان اعلام نتایج انتخابات آمریکا در سال 1387 مورد توجه قرار گرفت. آن زمان رسانه‌ها در تلاش بودند با استفاده از یک روش ابتکاری در اعلام نتایج، گوی سبقت را از دیگر رسانه ربوده و از آنها پیشی گیرند. آن زمان شبکه سی.ان.ان در یک اقدام ابتکاری مورد توجه بسیاری از مخاطبان قرار گرفت. سی.ان. ان برای ارتباط با گزارشگر این شبکه در شیکاگو برای نخستین بار ارتباط هولوگرامی را در رسانه به نمایش گذاشت. اگرچه بینندگان تصور می‌کردند گزارشگر تلویزیونی در آن لحظه در استودیوی خبر حضور دارد، اما در حقیقت آنها بیننده تصویر هوگرافیک از فرد گزارشگر بودند. هولوگرام یک واقعیت نیست، بلکه تصویری سه‌بعدی است که نمی‌توان مرز دنیای واقعی و مجازی را در آن تعیین کرد. با کاربردی شدن این فناوری شما می‌توانید در هر زمان که بخواهید فقط از طریق یک تماس تلفنی در هر نقطه‌ای از این دنیا در جلسات کاری یا در کنار عزیزانتان حضور مجازی داشته باشید. باید پذیرفت ‌چه بخواهیم و چه نخواهیم به زودی شاهد ورود فناوری‌هایی به زندگی روزمره خواهیم بود که باید از امروز خودمان را برای استقبال از آنها آماده کنیم.

شاید در آینده‌ای نه‌چندان دور مجبور باشیم از همه این فناوری‌ها برای انجام امور روزمره زندگی استفاده کنیم. اگرچه عده‌ای از افراد برای دستیابی به فناوری‌هایی که روزی در فیلم‌های علمی ـ تخیلی دیده‌اند عجله دارند، اما در مقابل عده‌ای هم هستند که حتی از فکر کردن به چنین آینده‌ای در هراس هستند. شاید روزی به نظر می‌رسید گوشی‌های تلفن همراه آخرین فناوری در عرصه ارتباطات باشد، اما گویی قطار فناوری در هیچ ایستگاهی قصد توقف ندارد و همچنان با سرعت در حال حرکت است.

هولوگرافی به روایت تاریخ

هولوگرافی نخستین‌بار سال 1326 از سوی دنیس گابور، فیزیکدان مجارستانی به عنوان روشی جدید برای تصویربرداری سه‌بعدی مورد توجه قرار گرفت. بنابراین شاید بتوان گفت آنچه امروزه به عنوان هولوگرافی مدرن و امروزی مطرح است، قدمتی 66 ساله دارد. این دانشمند در آن زمان درباره روشی برای اصلاح و افزایش دقت میکروسکوپ‌های الکترونی تحقیق می‌کرد.

در این تحقیق به این نتیجه رسید هولوگرافی می‌تواند روش مناسبی برای از بین بردن محدودیت‌های تصویر در میکروسکوپ‌های الکترونی باشد و به خاطر این دستاورد بزرگ و مهم، جایزه نوبل فیزیک سال 1350 به دنیس گابور تعلق گرفت. در بسیاری از منابع از دنیس گابور به عنوان پدر علم هولوگرافی نام برده شده است.

اگرچه زمانی که این فیزیکدان برای نخستین‌بار این موضوع را مطرح کرد، این طرح در بسیاری از حوزه‌های علمی مورد توجه قرار گرفت، اما حقیقت این است که تا پیش از اختراع لیزر، هولوگرافی در ارائه واقعیت‌های عینی و به عبارتی در زمینه‌های کاربردی هیچ موفقیتی به‌دست نیاورده بود. در آن زمان فناوری‌های جدیدی که امروزه برای تولید امواج لیزر کاربرد دارد، وجود نداشت و از این رو این کشف بزرگ که امروزه به عنوان یک روش جدید ارتباطی مطرح شده است قدری عجیب به نظر می‌رسید. زمانی که دانشمندان به روش‌های پیشرفته‌ای برای تولید امواج لیزر دست پیدا کردند این طرح شکل واقعی‌تری به خود گرفت.

سال 1341 محققانی از دانشگاه میشیگان با هدف نمایش تصاویر سه‌بعدی، تئوری جدیدی برای استفاده از این روش ارائه کردند و به این ترتیب با استفاده از فناوری‌های جدید، زمینه‌ای برای اجرایی‌شدن تئوری مطرح‌شده از سوی دنیس گابور فراهم شد. به این ترتیب، محققان توانستند به کمک پردازشگرهای پیشرفته و تصویربرداری از یک جسم از زوایای مختلف و بازسازی آن به کمک نرم‌افزارهای رایانه‌ای و در نهایت تابش امواج لیزر در محیط مرئی یا به عبارتی نمایشگرهایی که از ذرات بخار آب تشکیل شده است، تصویر سه‌بعدی از اجسام را به نمایش درآورند.

البته در آن زمان استفاده از این روش مستلزم صرف هزینه‌های بالایی بود و از همه مهم‌تر این که امکان نمایش صوت و تصویر به صورت زنده و همزمان وجود نداشت و به همین علت در توسعه این روش در حوزه ارتباطات محدودیت‌هایی وجود داشت که امروزه برطرف شده است.

فرانک فراهانی‌جم / گروه دانش