Երբևէ մտածե՞լ եք, որ հնարավոր է նայել մառախուղին, նկարել որևէ օբյեկտ ու հետո տեսնել, թե ինչ է այն։ Նախկինում տեսանելիության սահմանափակումը խնդիր էր, այժմ՝ ոչ այդքան։ Սա գիտության, իսկ ավելի կոնկերտ՝ այլընտրանքային համակարգչային տեխնոլոգիաների շնորհիվ է հնարավոր։ ԵՊՀ ֆոտոնիկայի և արհեստական բանականության գիտահետազոտական լաբորատորիայում երիտասարդ գիտաշխատողների առջև դրված խնդիրներից մեկն էլ սա է։
Մուշեղ Ռաֆայելյանը լաբորատորիայի ղեկավարն է, պատմում է, որ ուսումնասիրվող ուղղություններից մեկը հետևյալ խնդրին է վերաբերում, մասնավորապես, տուրբուլենտ համակարգերում նկարահանում կատարելուն։ Բացատրում է՝ տուրբուլենտ համակարգերն ընդգրկում են այն միջավայրերը, որոնք ցրում են լույսը քաոսային օրենքներով, օրինակ՝ մառախուղը։ Նման միջավայրերով տարածվող ինֆորմացիան առաջին հայացքից անվերադարձ աղավաղված է, բայց եթե պատրեկացնում ես ինչ օրենքներով է այն աղաղավաղվել, հնարավոր է վերականգնել նախնական ինֆորմացիան։
Մուշեղ Ռաֆայելյանի խոսքով՝ «Հիմա շատ է զարգանում օպտիկական նկարահանման ուղղությունը։ Նկարահանման սարքերը, տեսախցիկները շատ են զարգացել։ Նույն կերպ զարգացել են մեծ տվյալներ վերլուծելու ծրագրերն ու դրանց աշխատեցնող համակարգիչները։ Այնուամենայնիվ, կան իրավիճակներ, որ նույնիսկ այդպիսի արդի համակարգերը չեն բավարարում նկարահանում կատարելու համար։ Միջավայրը այնպիսին է, որ ինֆորմացիան մինչև հասնում է այդ սարքերին, ամբողջովին աղավաղվում է, կորում։
Ամենապարզ օրինակը մառախուղն է։ Վարորդը գիտի, որ ուժեղ մառախուղի դեպքում անգամ լուսարձակները չեն օգնում, կամ բոլորս գիտենք ամպերից այն կողմ ոչինչ չի երևում։ Ինչո՞ւ է այդպես. որովհետև այդպիսի միջավայրերի միջով օբյեկտների ինֆորմացիան մինչև հասնում է տեղ այնպես է ցրվում, որ անզեն աչքով ոչին չի լինում տեսնել։
Միևնույն ժամանակ բազմաթիվ լավ զարգացած սարքեր կան, որոնց հիման վրա գիտական տարբեր ուղղություններ են զարգացել՝ փորձելով վերականգնել այդպիսի աղավաղված պատկերները։ Նույն իրավիճակն է նաև որևէ օրգանի նկարահանման դեպքում։
Օրինակ՝ ուղեղում նեյրոնների վարքը նկարահանելու խնդիրը։ Ներկայումս միակ հնարավոր լուծումը ուղեղի վրա ֆիզիկական ներգործության միջոցով նկարահանում կատարելն է։ Մինչդեռ մեր գիտական նպատակներից մեկն է իրագործել նկարահանում՝ աղավաղող համակարգի վրա առանց ներգործության»։
Սա գիտական այս խմբի առջև դրված միակ խնդիրը չէ, որի լուծման այլընտրանքային եղանակներ են փնտրում։ Մուշեղ Ռաֆայելյանը հիշեցնում է՝ ներկայիս համակարգչային տեխնոլոգիաները սպառում են իրենց ռեսուրսները․
«Երբ նայում ես համակարգչի կարողությունները բնութագրող պարամետրերը, որոնք անընդհատ զարգացել են վերջին տասնամյակներում, դրանք հիմա հասնում են հագեցման փուլի։ Չնայած, որ ամեն տարի նախորդի համեմատ էլ ավելի հզոր համակարգիչներ են ստեղծվում, խնդիրն այն է, որ էներգիայի ծախսն է անհամեմատ մեծանում։ Ժամանակին այդպես չէր։ Օրինակ, որպեսզի հզորացնես համակարգիչը, տրանզիստորների քանակը պետք է ավելացնել։ Վերջիններս, օրինակ ստեղծվում են սիլիկոնի հիմքի վրա և այս պահին արդեն այնքան են փոքրացել, որ երկու տասնյակ սիլիկոնի ատոմից են կազմված։ Այսպիսի երևույթներն ստեղծում են ֆունդամենտալ սահմանափակումներ ներկայիս տեխնոլոգիաների զարգացման վրա։ Մեր խնդիրն այլընտրանքային օպտիկական համակարգչային տեխնոլոգիաների ստեղծումն է, որոնց միջոցով կփորձենք ներկա սահմանափակումները շրջանցել»։
Բացի այդ, ստեղծում են օպտիկական միջավայր, որից լույսը ձևավորում է իր տեսքն այնպես, որ հետագայում կարող է օգտագործվել օպտիկական մանրաթելերում ինֆորմացիայի տեղափոխման նպատակով։ Իսկ մտածե՞լ եք, թե ինչպե՞ս է ինտերնետն աշխատում։ Ֆիզիկոսների համար այդ աշխատանքը շատ պարզ է, ձևավորվում է մի քանի օրենքներով․
«Օրինակ՝ մանրաթելերով ինֆորմացիայի տեղափոխումը ապահովում է բևեռացման կամ ալիքի փուլի փոփոխման օգնությամբ։ Լույսն ունի ինֆորմացիան տեղափոխելու ավելի մեծ հնարավորություն, եթե ինֆորմացիան կոդավորվի, օրինակ ալիքի երկարության կամ այլ ֆիզիկական պարամետրերի մեջ»։
Ալիկ Միրզոյանը ԵՊՀ մագիստրոս է։ Հեղուկ բյուրեղներն է ուսումնասիրում։ Այստեղ հեղուկ բյուրեղներն օգտագործում են քաոսային, անկանոն իրավիճակներ ստանալու, հասկանալու համար։ Իրականացնում է մաթեմատիկական հաշվարկների օգնությամբ, հիմնական նպատակը բյուրեղների հետագա վիճակը նեյրոնային համակարգի օգտագործմամբ կանխատեսելն է։ Պատմում է․ «Պետք է գտնեմ լույսի այն ինտենսիվության տիրույթը, որ կարողանամ հեղուկ բյուրեղում քաոս ստանամ։ Այդ տվյալները փոխանցեմ նեյրոնային համակարգին, ու հասկանանք՝ հնարավո՞ր է դա կանխատեսել, թե՞՝ ոչ։ Բարդ է իրականում, բայց նյարդայնացնող չէ։
Գիտությամբ զբաղվելու համար, պետք է հասկանաս՝ ինչով ես զբաղվում, հետաքրքրվել հոդվածներով, ինֆորմացիա կուտակես ու իմանաս քո հաջորդ քայլերի մասին»։ Լաբորատորիայի փորձերի սենյակում նորագույն սարքավորումներն են աշխատում։ Կարևոր դեր ունեն լազերը, ալիքային տարածական մոդուլյատորները և տեսախցիկները։ Այս լաբորատորիան ունի ևս մեկ առանձնահատկություն. գիտափորձը ոչ թե ձեռքով, այլ համակարգչով են անում։
Արման Տիգրանյանը փորձում է հենց գիտափորձի ավտոմատացման ծրագիրը գրել։ «Կոնկրետ փորձում ենք մատրիցների արտադրյալները հաշվել օպտիկական համակարգերի կիրառման միջոցով, արդյուքնում կկարողանանք կառավարել ցրվող միջավայրից եկած լույսը»։
Ընդհանրապես՝ ԵՊՀ ֆոտոնիկայի ու արհեստական բանականության լաբորատորիայում փորձում են ստեղծել օպտիկական համակարգ, որի օգնությամբ հնարավոր կլինի հաշվարկներ կատարել, մաթեմատիկան խնդիրներ լուծել, բայց ավելի արագ ու էներգախնայող, քան այժմյան համակագիչներն են, լաբորատորիայի ղեկավար Մուշեղ Ռաֆայելյանն է շարունակում.
«Ուսումնասիրում ենք ֆիզիկական, օպտիկական տարբեր երևույթներ, լույսի փոխազդեցությունը տարբեր միջավայրերի հետ, որոնց օգնությամբ հնարավոր է կատարել մաթեմատիկական բարդ խնդիրների հաշվարկներ։ Դա հնարավոր է։ Մարդիկ երկար ժամանակ հակառակ կողմից են նայել այդպիսի երևույթներին, մասնավոապես գրել են մաթեմատիկական հավասարումներ, ստեղծել են մոդելներ, որոնց միջոցով փորձել են բացատրել ֆիզիկական երևույթները։ Հիմա մեր ոլորտում անում ենք հակառակը, ունենալով ֆիզիկական երևույթների պատրաստի մոդելները, օգտագործում ենք դրանք հաշվարկներ կատարելու նպատակով»։
Տարբեր ֆիզիկական երևույթներ բացատրվում են իրենց օրենքներով, մաթեմատիկական հավասարումներով, դրանք արդեն տեղծվել են։ Իսկ երիտասարդներից կազմված այս խումբը, օգտագործելով հիմնական մոդելները և բարդացնելով ֆիզիկական երևույթները, փորձում է բարդ մաթեմատիկական հաշվարկներ իրականացնել՝ օպտիմիզացիոն խնդիրներ լուծելուց մինչև ներոնային ցանցերով համակարգերի ստեղծում։ Լաբորատորիան, այսպես ասենք, ունի տեսական ու գործնական սենյակներ։
Լույսի հետ աշխատելը և՛ հեշտ է, և՛ դժվար, ասում է Մուշեղ Ռաֆայելյանը։ Նշում է՝ եթե զգույշ չեղար, կարող ես աչքերդ վնասել։ Եթե լազերը միացրած է ու բարձր հզորություն ունի, պետք է սենյակ մտնել ակնոցով։ Լազերի հետ աշխատելու պարզագույն կանոնները բոլորին են ներկայացնում․ «Սկզբնական փուլում լազերի փոքր հզորությունների հետ աշխատելիս պարտադիր չէ ակնոց կրել։ Այնուամենայնիվ, եթե ինչ-որ բան է ընկնում, ու պետք է վերցնես, ռեֆլեքս է դառնում, որ աչքերը փակելով վերցնես, որովհետև լազերի լույսը հիմնականում գտնվում է սեղանի հարթության մեջ ու այն հատելիս միշտ պետք է զգույշ լինել։ Սխեման պատրաստ լինելիս, պետք է ակնոց օգատգործես, որ խնդիր չլինի։ Վերջնական փուլում արդեն դու կարող ես հետևել համակարգչային ծրագրի միջոցով»։
Գիտական գործունեությամբ զբաղվելն այստեղ, մեկ բառով այսպես են բնութագրում. հետաքրքիր է լույսի հետ աշխատելը՝ հետաքրքիր ու գեղեցիկ։
