מגזין הטכניון | סתיו 2017

10 מחקר ופיתוח ת אורה מלאכותית ממלאת את חיינו בבית, במשרד, בכביש ובמקומות אחרים. היא מופקת ממגוון של נורות הנמצאות בפנסי רחוב, במשרדים, בזרקורים, בפנסי מכוניות, בשלטי חוצות ובצגי מחשב. כל המנורות המחוברות לרשת החשמל מרצדות ללא הרף, אולם בשל מהירות הריצוד הגבוהה איננו חשים בהבהובים אלה. כעת מתברר שריצוד התאורה המלאכותית עשוי לספק מידע שימושי נרחב. כך עולה מגישה חדשה שפותחה בטכניון ומשלבת תחומי מחקר שונים ובהם אופטיקה, ראייה ממוחשבת, עיבוד תמונה והנדסת רשתות חשמל. החוקרים השותפים במחקר הם הדוקטורנט מרק שיינין ופרופ’ יואב שכנר מהפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי מאוניברסיטת קירוֹס קוּטוּלָקוֹס בטכניון ועמיתם פרופ’ טורונטו. השלושה פיתחו מערכת המפיקה את המידע האמור מתוך צילום וידאו פסיבי, כלומר ללא תאורה נוספת, של הזירה הרצויה: משרד, מסדרון, רחוב ואפילו עיר שלמה. מניתוח המידע המתקבל מהצילום מסיקה המערכת למשל כיצד הייתה נראית הזירה אילו כיבינו חלק מהנורות, הגברנו אותן או החלפנו כמה מהן בנורות מסוג אחר. מערכת זו מאפשרת גם לבטל, בעיבוד דיגיטלי של הצילום, השתקפויות המוחזרות מחלונות שדרכם אנו מביטים פנימה או החוצה; למחוק את הצל שיוצרת תאורה מלאכותית על פנינו בצילום עצמי (סלפי); ולנתח את רשת התאורה העירונית ואת סוגי הנורות המשמשות בה. כל זאת, כאמור, באמצעות צילום וידאו פסיבי בלבד. פרופ’ שריניבס נאראסימהאן מבית הספר למדעי המחשב באוניברסיטת קרנגי מלון, שלא היה מעורב במחקר, אמר כי המאמר מדגים “מחקר חדשני מאוד, שמפיק מידע חשוב מתופעה אופטית שאיננו מבחינים בה בדרך כלל. לפיתוח זה יישומים פוטנציאליים משמעותיים ובהם ניטור של זיהום אור, ניטור זיהום אוויר בלילה, דימות של אזורים שאינם נמצאים בשדה הראייה של הצופה וניטור צריכת חשמל ותנודות בזרם החשמל.” הסיבה לריצוד האור המלאכותי היא שרשתות חשמל ), שבו זרם האלקטרונים הופך AC פועלות בזרם חילופין ( את כיוונו ללא הרף באופן מחזורי. בישראל, לדוגמה, הרץ. פירוש הדבר שזרם 50 התדר ברשת החשמל הוא האלקטרונים משנה את כיוונו מאה פעמים בשנייה, וזה הקצב שבו מהבהבת הנורה. דפוס הריצוד תלוי בסוג הנורה - פלורוסנט, כספית, הלוגן, לד - שכן כל נורה ממירה אור בתהליך שונה. במילים אחרות, ְ את אנרגיית החשמל ל יייחודית והיא שמאפשרת חתימת זמן לכל סוג נורה יש לחוקרים, באמצעות המערכת ואלגוריתם ייעודי שפיתחו לשם כך, לזהות את סוג הנורה. עבור צלמים, צילום הריצוד הוא אתגר שיש בו סתירה: מצד אחד, כדי לזהות את הדינמיקה של הריצוד דרושה חשיפה קצרה מאוד. מצד שני, בצילום לילי נדרשת חשיפה ארוכה כדי לאסוף מספיק אור ליצירת תמונה. כדי לפתור את הסתירה פיתחו החוקרים מצלמה אלקטרואופטית המסוגלת “לחוש” את הריצוד ACam ייחודית בשם של זרם החילופין. המצלמה, המחוברת בעצמה לרשת החשמל, מנצלת את מחזוריות הריצוד כדי ללכוד אותות מהירים מהזירה. המחקר צמח מהתעניינותו של פרופ’ שכנר בתחום אחר IEEE לחלוטין: אסטרונומיה. לאחרונה הוא הוצג בכנס   שקיים בהוואי איגוד מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה CVPR ) וזכה בפרס למאמר-סטודנטים מצטיין. המחקר IEEE ( ) וקרן ISF נתמך על ידי קרן טאוב, הקרן הלאומית למדע ( מינרבה הגרמנית. חדש הלילה באור מרק שיינין פרופ’ יואב שכנר https://phys.org/news/2017-07-imaging-electric-grid.html למאמר: