ایکس ری 3 بعدی چیست؟

امروزه فناوری ایکس‌ری 3 ‌بعدی یکی از پیشرفته‌ترین سیستم‌های امنیتی در حوزه بازرسی مرسولات می‌باشد.

این فناوری به جای ارائه تصاویر دوبعدی ساده، که معمولاً در سیستم‌های قدیمی استفاده می‌شود، از تکنیک‌های پیشرفته تصویربرداری برای تولید تصاویر حجمی و 3 بعدی استفاده می‌کند.

این امر به ماموران امنیتی اجازه می‌دهد تا اشیاء داخل اجسامی چون چمدان‌ها را از زوایای مختلف ببینند.

این تصاویر سه‌بعدی، امکان شناسایی دقیق‌تر تهدیدات و افزایش کارایی بازرسی‌ها را فراهم کرده است.

در این مقاله، به بررسی جامع فناوری ایکس‌ری سه ‌بعدی می‌پردازیم و شما را با این تکنولوژی نوظهور بیشتر آشنا می‌کنیم.

در ادامه با ما همراه شوید.

ایکس ری 3 بعدی و یا ایکس ری 360 درجه یک تکنولوژی پیشرفته برای بازرسی امنیتی است که به ماموران امنیتی کمک می‌کند تا محتوای داخل چمدان‌ها و بارهای مسافران را با دقت و وضوح بیشتری بررسی کنند.

این دستگاه از اسکنرهای پیشرفته بهره می‌برد که تصاویر سه‌ بعدی از محتویات مرسوله تولید می‌کند.

در مقایسه با سیستم‌های ایکس ری دو بعدی سنتی، تصاویر سه‌بعدی به ماموران این امکان را می‌دهند که اشیاء را با جزئیات بیشتری ببینند و بهتر تشخیص دهند که آیا جسمی خطرناک یا مشکوک است یا خیر.

این فناوری می‌تواند از تکنیک‌هایی مانند بازسازی حجمی و تصویرسازی مقطعی برای نمایش دقیق‌تر استفاده کند و اشیاء را به‌صورت جداگانه نمایش دهد، حتی اگر درون چمدان یا بار فشرده شده باشند.

به‌طوری‌که ماموران امنیتی می‌توانند از زوایای مختلف به این تصاویر نگاه کرده و اشیاء مشکوک یا ممنوعه را با دقت بیشتری شناسایی کنند.

فناوری ایکس ری سه بعدی در بازرسی مرسولات نتیجه چندین دهه تلاش برای بهبود دقت و سرعت بازرسی‌های امنیتی است.

از نخستین سیستم‌های ایکس ری دو بعدی که تصاویر ساده‌ای از مرسولات ارائه می‌دادند تا دستگاه‌های پیشرفته امروزی که با ترکیب فناوری‌های هوش مصنوعی و پردازش سه بعدی به کارایی بسیار بالاتری رسیده‌اند، این فناوری نقش مهمی در ایمنی اماکن ایفا کرده است.

در ادامه روند این پیشرفت را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

استفاده از فناوری ایکس ری در بررسی مرسولات به چند دهه پیش برمی‌گردد، زمانی که نیاز به افزایش امنیت سفرهای هوایی پس از رشد سریع صنعت هوانوردی و همچنین افزایش تهدیدات تروریستی و جرائم سازمان‌یافته به وضوح احساس شد.

اولین دستگاه‌های ایکس ری در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ میلادی به‌منظور بازرسی بارهای مسافران و تشخیص اشیاء ممنوعه مانند سلاح‌ها و مواد منفجره به کار گرفته شدند.

این دستگاه‌ها که تصاویر دو بعدی ارائه می‌دادند، به دلیل قابلیت‌شان در شناسایی اجسام فلزی و غیرشفاف برای چشم، بسیار مؤثر بودند.

پس از حملات ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ در ایالات متحده، فشار برای ارتقاء سیستم‌های امنیتی فرودگاه‌ها به شدت افزایش یافت.

در این دوره، سیستم‌های ایکس ری دو بعدی مورد بازبینی و تقویت قرار گرفتند، اما نیاز به فناوری‌های پیشرفته‌تر برای پاسخگویی به تهدیدات جدید و پیچیده به وضوح احساس می‌شد.

تکنولوژی‌های جدید مانند سیستم‌های بازرسی توموگرافی کامپیوتری (CT) که ابتدا در حوزه پزشکی به‌کار می‌رفت، وارد حوزه امنیتی شدند.

این سیستم‌ها توانستند تصاویر سه ‌بعدی از محتویات چمدان‌ها و بارهای همراه مسافران تولید کنند، که گامی بزرگ در بهبود دقت و کارایی بازرسی‌ها بود.

با توجه به محدودیت‌های سیستم‌های دو بعدی، تحقیقات برای ایجاد فناوری‌هایی که قادر به ارائه تصاویر 3 بعدی باشند، آغاز شد.

ایکس ری 360 درجه با قابلیت تصویربرداری از زوایای مختلف و تولید تصاویر حجمی از محتویات چمدان‌ها و بارهای همراه، توانست این محدودیت‌ها را برطرف کند.

اولین دستگاه‌های ایکس ری سه بعدی در دهه ۲۰۱۰ میلادی به طور آزمایشی در برخی فرودگاه‌های بین‌المللی نصب شدند.

این فناوری در واقع از الگوریتم‌های پیشرفته پردازش تصویر و تکنیک‌های بازسازی سه بعدی استفاده می‌کند تا به ماموران امنیتی اجازه دهد محتویات چمدان‌ها را از زوایای مختلف و به صورت شفاف مشاهده کنند.

با موفقیت آزمایش‌های اولیه، فناوری ایکس ری 3 بعدی به‌تدریج به فرودگاه‌های بزرگ جهان وارد شد.

فرودگاه‌های آمریکا و انگلستان از اولین پذیرندگان این فناوری بودند، چراکه این کشورها با تهدیدات امنیتی بیشتری روبه‌رو بودند و به دنبال ابزارهایی برای کاهش احتمال وقوع حوادث تروریستی و تخلفات مرتبط با مواد خطرناک بودند.

در این دوره، بسیاری از سازمان‌های بین‌المللی امنیت هوانوردی به بررسی و ارزیابی این فناوری پرداختند و استانداردهای جدیدی را برای استفاده از سیستم‌های سه‌ بعدی تعیین کردند.

در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های زیادی در زمینه نرم‌افزارهای تحلیل تصویر و هوش مصنوعی باعث شده است که ایکس ری 3 ‌بعدی به‌طور هوشمندانه‌تری عمل کند.

سیستم‌های جدید نه تنها تصاویر دقیق‌تری از محتویات چمدان‌ها ارائه می‌دهند، بلکه قادر به تشخیص خودکار اشیاء مشکوک مانند مواد منفجره، سلاح‌ها و حتی مایعات مشکوک هستند.

این پیشرفت‌ها باعث افزایش کارایی این سیستم‌ها و کاهش نیاز به مداخله انسانی شده است.

امروزه، بسیاری از فرودگاه‌های بزرگ جهان مانند فرودگاه‌های هیترو در لندن، جان اف کندی در نیویورک و چانگی در سنگاپور از فناوری ایکس ری سه بعدی بهره می‌برند.

این فناوری به عنوان یکی از ابزارهای اصلی برای مقابله با تهدیدات امنیتی و افزایش سرعت بازرسی‌ها به شمار می‌آید.

در این بخش به اصول فنی و نحوه عملکرد این فناوری می‌پردازیم:

فناوری ایکس ری به طور کلی بر مبنای اشعه‌های ایکس عمل می‌کند.

اشعه ایکس نوعی از پرتوهای الکترومغناطیسی است که می‌تواند از مواد مختلف عبور کند و در اثر برخورد با مواد، جذب یا پراکنده شود.

بسته به تراکم و ترکیب شیمیایی مواد، میزان جذب اشعه‌های ایکس تغییر می‌کند.

این تغییرات به حسگرها ارسال می‌شوند و تصویری از مواد درون چمدان ایجاد می‌شود.

در سیستم‌های ایکس ری 360 درجه، از منابع چندگانه اشعه ایکس استفاده می‌شود که از زوایای مختلف به سمت بار تابیده می‌شوند.

این منابع می‌توانند چرخشی باشند یا در اطراف بار حرکت کنند تا تصاویر از زوایای مختلف گرفته شوند.

سپس داده‌های این تصاویر برای بازسازی سه بعدی پردازش می‌شوند.

نتیجه نهایی یک تصویر سه بعدی با وضوح بالا است که به ماموران امنیتی امکان می‌دهد اجسام را از زوایای مختلف بررسی کنند.

این فرآیند اجازه می‌دهد که حتی اشیاء پیچیده و فشرده، که در سیستم‌های ایکس ری دو بعدی ممکن است به‌درستی دیده نشوند، با جزئیات کامل نمایش داده شوند.

یکی از مزایای مهم ایکس ری 360 درجه، توانایی آن در شناسایی خودکار مواد است.

این سیستم‌ها می‌توانند بر اساس تراکم و ترکیب شیمیایی مواد، انواع مختلفی از اجسام و مواد را تشخیص دهند.

برای مثال، مواد منفجره، فلزات، مایعات و حتی مواد ارگانیک (مانند پلاستیک یا غذا) به راحتی قابل شناسایی هستند.

این فناوری از نرم‌افزارهای پیشرفته تحلیل تصویر و گاهی هوش مصنوعی (AI) استفاده می‌کند که به سیستم اجازه می‌دهد تا:

• اشیاء مشکوک را به طور خودکار تشخیص دهد و به ماموران امنیتی هشدار دهد.
• مواد را بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها طبقه‌بندی کند.
• خطرات بالقوه را شناسایی کند و احتمال عبور مواد خطرناک از نقاط امنیتی را کاهش دهد.

در سیستم‌های پیشرفته ایکس ری 3 بعدی، حجم زیادی از داده‌ها از تصاویر اسکن شده جمع‌آوری می‌شود.

این داده‌ها باید به سرعت و دقت پردازش شوند تا نتیجه به موقع به ماموران ارائه شود.

هوش مصنوعی و لگوریتم‌های یادگیری دستگاه نقش مهمی در این سیستم ایفا می‌کنند، از جمله؛

• الگوریتم‌های هوشمند به‌طور مداوم الگوهای جدیدی از مواد خطرناک یا مشکوک را یاد می‌گیرند و می‌توانند آن‌ها را شناسایی کنند.
• این الگوریتم‌ها با پردازش موازی داده‌ها و استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی به تشخیص خودکار مواد کمک می‌کنند و کارایی را افزایش می‌دهند.
• سیستم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی به ماموران امنیتی در تصمیم‌گیری کمک می‌کنند.

به این صورت که اگر جسمی مشکوک شناسایی شود، نرم‌افزار فوراً هشدار می‌دهد و اقدامات امنیتی لازم انجام می‌شود.

1_ تشخیص مواد منفجره و سلاح‌ها

یکی از مهم‌ترین کاربردهای فناوری ایکس ری 3 بعدی، تشخیص مواد منفجره و سلاح‌ها است.

سیستم‌های هوشمند مجهز به هوش مصنوعی می‌توانند به صورت خودکار مواد منفجره، سلاح‌های گرم، چاقوها و سایر اشیاء ممنوعه را شناسایی کنند.

فناوری ایکس ری 360 درجه قادر است اجسام را از زوایای مختلف اسکن کند و به ماموران امنیتی امکان دهد که سلاح‌ها و مواد خطرناک پنهان شده در میان دیگر اشیاء را به‌راحتی تشخیص دهند.

2_ تشخیص مواد مخدر و قاچاق کالا

دیگر کاربرد مهم فناوری ایکس ری سه بعدی، تشخیص مواد مخدر و کالاهای قاچاق است.

مواد مخدر معمولاً به صورت پنهانی و در اشیاء مختلف جاسازی می‌شوند.

فناوری سه‌ بعدی این امکان را فراهم می‌آورد تا حتی در صورت پنهان شدن مواد در مکان‌های پیچیده، قابل شناسایی باشند.

همچنین، این سیستم‌ها می‌توانند به طور خودکار از طریق نرم‌افزارهای تحلیل تصویر، مواد غیرمعمول و قاچاق را شناسایی کرده و به ماموران هشدار دهند.

3_ تشخیص اجسام ارگانیک و غیرارگانیک

سیستم‌های ایکس ری سه بعدی قادر به تشخیص بین مواد ارگانیک و غیرارگانیک هستند.

این ویژگی بسیار مهم است، زیرا مواد ارگانیک مانند پلاستیک، غذاها و سایر اشیاء غیر فلزی معمولاً در سیستم‌های دوبعدی به راحتی شناسایی نمی‌شوند.

فناوری سه‌بعدی می‌تواند به وضوح بین مواد مختلف تمایز قائل شود و مواد ارگانیک مشکوک مانند مواد منفجره پلاستیکی را شناسایی کند.

فناوری ایکس ری سه بعدی به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین ابزارهای امنیتی معرفی شده است که به افزایش دقت، سرعت و ایمنی در بررسی چمدان‌ها و بارهای مسافران کمک می‌کند.

با این حال، همانند هر فناوری پیشرفته دیگری، این سیستم نیز دارای مزایا و معایب خاص خود است.

در ادامه به بررسی این مزایا و معایب پرداخته می‌شود.

1_ افزایش دقت در شناسایی مواد خطرناک

یکی از اصلی‌ترین مزایای استفاده از فناوری ایکس ری 3 بعدی، افزایش دقت در شناسایی اشیاء و مواد خطرناک است.

در سیستم‌های دو بعدی، احتمال پنهان شدن اشیاء پشت یکدیگر وجود دارد، اما در ایکس ری سه بعدی تمامی محتویات با جزئیات کامل نمایش داده می‌شوند.

این دقت بالا به تشخیص سریع‌تر و دقیق‌تر مواد منفجره، سلاح‌ها و سایر تهدیدات کمک می‌کند.

2_ کاهش نیاز به بازرسی دستی

با استفاده از فناوری ایکس ری 360 درجه، نیاز به بازرسی دستی چمدان‌ها و بارهای مسافران به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

این امر موجب صرفه‌جویی در زمان و بهبود تجربه مسافران می‌شود.

ماموران امنیتی با بررسی دقیق تصاویر سه‌ بعدی می‌توانند بدون نیاز به باز کردن چمدان‌ها تصمیم‌گیری کنند.

این کاهش بازرسی دستی موجب کاهش احتمال خطاهای انسانی و بهبود کارایی سیستم‌های امنیتی می‌شود.

3_ افزایش سرعت و کارایی در بررسی‌ها

یکی از چالش‌های اصلی در فرودگاه‌ها، صف‌های طولانی بازرسی امنیتی است.

فناوری ایکس ری 3 ‌بعدی با افزایش سرعت تشخیص و شناسایی، به کاهش زمان انتظار مسافران کمک می‌کند.

این دستگاه با پردازش سریع تصاویر و استفاده از هوش مصنوعی برای شناسایی خودکار اشیاء مشکوک، روند بازرسی را تسریع می‌کنند.

این امر به بهبود جریان مسافران در فرودگاه‌ها کمک می‌کند و موجب کاهش ازدحام و استرس مسافران می‌شود.

4_ کاهش خطاهای انسانی

فناوری ایکس ری سه بعدی با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند و هوش مصنوعی به طور خودکار اشیاء مشکوک را شناسایی می‌کند.

این ویژگی به کاهش خطاهای انسانی کمک می‌کند و موجب بهبود دقت و کارایی فرآیند بازرسی می‌شود.

لگوریتم‌های پیشرفته می‌توانند اشیاء خطرناک را از میان سایر محتویات شناسایی کنند و به ماموران هشدار دهند.

این امر به ماموران کمک می‌کند تا تمرکز بیشتری بر روی موارد مشکوک داشته باشند و از اشتباهات احتمالی جلوگیری کنند.

1_ هزینه‌های بالا

یکی از بزرگترین معایب این فناوری، هزینه‌های بالای نصب و نگهداری آن است.

سیستم‌های ایکس ری سه بعدی به تجهیزات پیشرفته و پیچیده‌ای نیاز دارند که هزینه‌های اولیه بالایی برای خرید و نصب دارند.

علاوه بر هزینه نصب، هزینه نگهداری و تعمیرات این سیستم‌ها نیز بالاست.

زیرساخت‌های پیچیده و نیاز به پشتیبانی فنی مداوم از دیگر هزینه‌های مرتبط با این فناوری است.

این امر ممکن است برای برخی فرودگاه‌های کوچک و با بودجه محدود مشکل‌ساز باشد و استفاده از این سیستم‌ها را دشوار کند.

2_ نیاز به آموزش تخصصی برای کارکنان

استفاده از سیستم‌های ایکس ری 3 بعدی نیازمند آموزش تخصصی برای کارکنان است.

ماموران امنیتی باید با نرم‌افزارهای پیچیده و تصاویر 3 بعدی آشنا شوند و توانایی تشخیص دقیق تهدیدات را پیدا کنند.

فرایند آموزش ممکن است زمان‌بر و پرهزینه باشد و نیاز به سرمایه‌گذاری مداوم در آموزش و بروزرسانی مهارت‌های کارکنان وجود دارد.

در صورتی که کارکنان به درستی آموزش نبینند، ممکن است توانایی استفاده کامل از قابلیت‌های این فناوری را نداشته باشند.

3_ حجم بالای داده‌ها و نیاز به پردازش سریع

ایکس ری 360 درجه حجم زیادی از داده‌ها را تولید می‌کند که باید به سرعت و با دقت پردازش شود.

این مسئله می‌تواند به نیاز به زیرساخت‌های قوی برای پردازش و ذخیره‌سازی این داده‌ها منجر شود.

فرودگاه‌ها نیاز به سیستم‌های کامپیوتری پیشرفته و قدرت محاسباتی بالا برای مدیریت حجم داده‌های تولید شده دارند.

این مسئله ممکن است هزینه‌های بیشتری برای توسعه زیرساخت‌های فناوری اطلاعات در فرودگاه‌ها ایجاد کند.

ایکس ری 3 بعدی (3D X-ray) و ایکس ری با تصویر از 3 نما (Multi-view X-ray) دو فناوری تصویربرداری مختلف هستند که در بازرسی‌های امنیتی و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هر دو ابزارهای ارزشمندی در بازرسی و تصویربرداری هستند، اما کاربردهای متفاوتی دارند.

ایکس ری سه ‌بعدی با ارائه تصاویر دقیق‌تر و بازسازی کامل محتویات، دقت بیشتری در شناسایی تهدیدات امنیتی یا مشکلات پزشکی دارد، اما هزینه و زمان بیشتری نیز نیاز دارد.

در مقابل، ایکس ری 3 نما با ارائه تصاویر سریع از چند زاویه، راه‌حلی کارآمد و سریع برای بازرسی‌های امنیتی ساده‌تر است.

انتخاب بین این دو فناوری بستگی به نوع کاربرد، نیاز به دقت، هزینه و زمان مورد نیاز دارد.

فناوری ایکس ری 3 بعدی نتیجه چندین دهه تلاش برای بهبود دقت و سرعت بازرسی‌های امنیتی است.

ایکس ری سه بعدی یک تحول بزرگ در سیستم‌های امنیتی ازجمله فرودگاه‌ها ایجاد کرده است.

این سیستم‌ها با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته اسکن و پردازش تصویر، دقت و سرعت بازرسی‌های امنیتی را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش داده‌اند.

این فناوری نه تنها به افزایش امنیت در فرودگاه‌ها و پایانه‌های مسافربری کمک کرده، بلکه می‌تواند به‌طور مداوم با ترکیب فناوری‌های نوین هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های بزرگ به سطوح جدیدی از دقت و کارایی دست یافته است.

ایکس ری 360 درجه با پیشرفت‌های اخیر در حوزه‌های تصویربرداری امنیتی و صنعتی، پتانسیل‌های بسیاری برای توسعه در آینده دارد.