الوجبات الجاهزة الرئيسية
- توصل الباحثون إلى نظام ملاحة بديل يستخدم ميكانيكا الكم بدلاً من نظام تحديد المواقع العالمي.
- يمكن تشويش أنظمة GPS أو عدم توفرها.
- يمكن لبعض السيارات ذاتية القيادة التنقل باستخدام الإشارات المرئية من الكاميرات والرادارات والليدار المرتبطة بمعلومات الخريطة.
قد لا تحتاج قريبًا إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتجد طريقك.
أصبحت أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) موجودة في كل مكان من الهواتف إلى السيارات. لكن الباحثين توصلوا إلى طريقة جديدة تستخدم ميكانيكا الكم لتتبع الاتجاهات بدلاً من شبكة الأقمار الصناعية.
قال عالم مختبرات سانديا الوطنية بيتر شويندت لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني: "هناك دائمًا احتمال ألا يكون نظام تحديد المواقع العالمي متاحًا". "ربما تكون في منطقة لا يمكنك فيها استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، كما هو الحال في وادٍ حضري أو نفق. أيضًا ، يمكن تشويش GPS بسهولة. وبالتالي ، إذا لم تستطع التطبيقات تحمل مخاطر عدم توفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، يلزم وجود بديل."
العمل مع عدم اليقين
وصف Schwindt وزملاؤه مؤخرًا الجهاز الكمي في ورقة نُشرت في AVS Quantum Science. إنها أداة على شكل أفوكادو بجدران معدنية من التيتانيوم ونوافذ من الياقوت تحتوي على سحابة من الذرات في الظروف المناسبة لقياسات ملاحية دقيقة.
ستدخل حزمة الفراغ في مقياس التداخل الذري أو مقياس التسارع أو الجيروسكوب. ثلاثة مقاييس تسارع عالية الدقة وثلاثة جيروسكوبات تشكل وحدة قياس بالقصور الذاتي ، والتي تقيس التغيرات الطفيفة في الاتجاه.
قال شويندت"تقنية مقياس التداخل الذري لديها القدرة على أن تكون مستشعرًا بالقصور الذاتي عالي الدقة للغاية يمكن أن يسمح بالملاحة لساعات دون تحديثات خارجية إذا كان من الممكن ترجمة الدقة في المختبر إلى جهاز عملي".
قال شويندت:هناك طريقتان رئيسيتان للتنقل بدون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). الطريقة الأكثر شيوعًا هي استخدام إشارات خارجية أخرى للحصول على معلومات الموقع ، مثل إشارات الهاتف الخلوي. والآخر هو استخدام أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي ، والتي تقيس التسارع والدوران (على سبيل المثال ، سيارة أو طائرة) دون الحاجة إلى إشارات خارجية. تتم معالجة القياسات بالقصور الذاتي بشكل مستمر لتوفير تحديث مستمر لموضع النظام الأساسي واتجاهه وسرعته.
سيارات الروبوت تحتاج إلى خرائط أفضل
تخطو شركات السيارات المستقلة خطوات كبيرة في إيجاد طرق للتنقل بمركباتها بدون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). تستخدم هذه السيارات المستقلة إشارات بصرية من الكاميرات والرادارات والليدار المرتبطة بمعلومات الخريطة ، كما قال جون فيشر ، نائب رئيس البحث والتطوير المتقدم في شركة الملاحة Orolia ، لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.
"تمامًا كما لا تحتاج إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للقيادة في منطقتك - لديك الخرائط والإشارات المرئية المخزنة في أنظمة الملاحة الذاتية الذهنية لديك الآن قواعد بيانات ضخمة للخرائط ومناظر للشوارع للرجوع إليها" ، أضاف. "أضف إلى هذا نظام الملاحة بالقصور الذاتي - باستخدام الجيروسكوبات ومقاييس التسارع لقياس الحركة النسبية - ولديك تنقل جيد."
مختبرات سانديا الوطنية
بالنسبة لأولئك الذين لن يقفزوا في Tesla ، فإن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نفسه ، بسبب الترقية. هناك جيل جديد من الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض (LEO) الموجودة بالفعل في الفضاء بها إشارات أقوى بما يصل إلى 1000 مرة على سطح الأرض ، ويمكن استخدامها كبديل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
أيضًا ، ستقدم الشبكة الخلوية 5G الجديدة نسبيًا خدمات تعتمد على الموقع (LBS) تقترب من دقة نظام تحديد المواقع العالمي ، كما قال فيشر.
إحدى الطرق التي يمكن للمستخدمين من خلالها الاستفادة من بدائل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هي تعزيز الأمن ، كما صرحت خبيرة الأمن السيبراني ماجدا تشيلي لـ Lifewire.
"أشعر بالقلق بشأن تطبيق GPS وإمكانية تغيير سلامة البيانات أو تغيير إحداثيات GPS الحقيقية لسيارة أو أي جهاز آخر" ، أضافت. "نحن نرى الآلاف من تطبيقات الهاتف المحمول التي تقدم خدمات تستند إلى إحداثيات GPS. ومع ذلك ، فإن ما يثير القلق هو أنه يمكن انتحال إحداثيات GPS إذا كان التطبيق لا يستخدم الأمان الصحيح."
حتى إذا كنت تستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، فهناك طرق لتحسين التجربة. قالت تاتيانا فيونوفا ، مديرة في شركة HERE Technologies لرسم الخرائط ، لـ Lifewire ، إنه يمكن زيادة السيارات ذاتية القيادة باستخدام تقنية تحديد الطريق ، مثل خريطة HD التي تجمع بين أجهزة الاستشعار الليدار والمستشعرات البصرية.
تقنية مقياس التداخل الذري لديها القدرة على أن تكون مستشعرًا بالقصور الذاتي عالي الدقة يمكن أن يسمح بالملاحة لساعات دون تحديثات خارجية …
مرسيدس-بنز ، على سبيل المثال ، تستخدم خرائط HD Live Maps على بعض سياراتها ، مما يتيح للمستخدمين "رؤية ما وراء" نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ومجموعة المستشعرات الموجودة على متن الطائرة.
"توفر مصادر إضافية لتحديد المواقع وتحديد المواقع للأنظمة طبقات إضافية من الأمان والسلامة والتكرار" ، كما قالت فيونوفا. "تشمل الأسباب الشائعة التشويش على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو الانتحال أو أخطاء الإشارة في الأخاديد الحضرية."
