เรดาร์: ใกล้ชิดชีวิตประจำวันมากกว่าที่คุณคิด อากาศ, อวกาศ, พื้นดิน และทะเล—เรดาร์มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง

เมื่อพายุโหมกระหน่ำ มันพยากรณ์ว่าเครื่องบินยังสามารถขึ้นและลงจอดได้หรือไม่ ทั่วทั้งผืนดินทำกินอันกว้างใหญ่ มันเตือนพืชผลถึงศัตรูพืชที่กำลังมาถึง ภายในอุโมงค์มืด มันทำแผนที่โครงข่ายหินและท่อใต้เท้าของเรา และบนภูเขาที่ปกคลุมไปด้วยหิมะ มันวัดความลึกของหิมะที่พัดพามา เพื่อให้นักสำรวจสามารถวาดแผนที่ที่คมชัดระดับมิลลิเมตรได้

ทุกฉากเหล่านี้ขับเคลื่อนด้วยเรดาร์อย่างเงียบๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้พัฒนาเรดาร์ที่ผลิตในประเทศ ซึ่งให้บริการทั้งการป้องกันประเทศและชีวิตประจำวัน โดยค่อยๆ ปรับเปลี่ยนวิถีชีวิตและการทำงานของเรา

ผู้พิทักษ์ทุกการเดินทาง

มองทะลุหมอกเมื่อสายตามนุษย์มองไม่เห็น

สำหรับนักเดินทาง ความปลอดภัยต้องมาก่อน ทำหน้าที่เป็น “ยามรักษาการณ์การจราจรทางอากาศ” ที่ซื่อสัตย์ เรดาร์จะสแกนท้องฟ้าอย่างต่อเนื่อง ล็อกตำแหน่ง ความเร็ว และทิศทางของเครื่องบินทุกลำ แม้ว่าทัศนวิสัยจะลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ก็ตาม ซึ่งจะให้ข้อมูลที่นักบินต้องการเพื่อลงจอดอย่างปลอดภัย

ที่ท่าอากาศยานนานาชาติปักกิ่งต้าซิง เรดาร์ตรวจอากาศแบบอะเรย์เฟส C-band แบบดิจิทัลเต็มรูปแบบ ซึ่งเป็นชนิดแรกในวงการการบินพลเรือน ทำการสแกนปริมาตร 40 ชั้นใน 90 วินาที ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ 75 ม. โมดูลรับส่งสัญญาณแบบกระจายช่วยผลักดันเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวจาก 600 ชม. เป็นมากกว่า 3,000 ชม. เปลี่ยนม่านหมอกให้กลายเป็นแผ่นตัวเลขที่โปร่งใส

“วิสัยทัศน์พิเศษ” แบบเดียวกันนี้กำลังแพร่หลายไปบนท้องถนน โดยการผสมผสานเลเซอร์ คลื่นมิลลิเมตร และกล้องถ่ายภาพเข้ากับปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่ขับเคลื่อนการตัดสินใจ การวางแผนเส้นทาง และอัลกอริทึมการจำลองสถานการณ์ รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติสามารถมองเห็นได้ไกลเกินขอบเขตของมนุษย์ ได้รับการแจ้งเตือนทันทีสำหรับงานบนถนน ผู้ฝ่าฝืนสัญญาณไฟจราจร การจราจรที่ข้ามถนน หรือคนเดินเท้าที่ซ่อนอยู่หลังรถบรรทุกที่จอดอยู่

“เรายังได้สร้างเรดาร์อัลตราโซนิกที่เฝ้าดูฟองอากาศ 0–10 ม. รอบๆ รถ” วิศวกรชาวจีนกล่าว “มันช่วยเสริมคลื่นมิลลิเมตรและไลดาร์เพื่อสร้างเกราะป้องกันความปลอดภัยแบบหลายชั้น และจัดการกับการหลีกเลี่ยงการชนประตู การตรวจสอบความลึกในการลุยน้ำ และการจอดรถอัตโนมัติ จนถึงตอนนี้ เราได้จัดส่งไปแล้ว 20 ล้านเครื่อง”

ผู้ตอบสนองรายแรกเมื่อภัยพิบัติใกล้เข้ามา

นับการกระพือปีกของตั๊กแตนจากระยะทางหลายกิโลเมตร

เรดาร์อุตุนิยมวิทยาใหม่ของจีน—อาร์เรย์เฟสแบบโพลาไรเซชันคู่ S-band, อาร์เรย์เฟส C-band และส่วนที่เหลือของครอบครัว—สามารถดมกลิ่นเซลล์พายุได้ในขณะที่มันยังก่อตัว และส่งคำเตือนไปยังโทรศัพท์และหอบังคับการบินเร็วกว่าเดิมหลายนาที

แต่เรดาร์เป็นมากกว่าตาดูสภาพอากาศ มันยังเป็นวิสัยทัศน์เอ็กซ์เรย์อีกด้วย เรดาร์เจาะพื้นดิน (GPR) ทำงานโดยไม่ทำลาย ให้ภาพที่คมชัดระดับเซนติเมตรของสิ่งที่อยู่ข้างใต้ ไม่ว่าจะตรวจสอบการบุอุโมงค์ ทำแผนที่ชั้นหิน ตรวจสอบเขื่อน หรือค้นหาหลุมยุบใต้ถนนในเมือง

เมื่อแผ่นดินไหวทำให้สิ่งก่อสร้างพังทลาย เรดาร์กู้ภัยส่งคลื่นพัลส์ความถี่กว้างพิเศษผ่านซากปรักหักพัง การสะท้อนแสงจางๆ ของการหายใจหรือการเต้นของหัวใจถูกดึงออกมาจากความโกลาหลและแปลงเป็นสัญญาณชีวิตบนหน้าจอ นำทางผู้กู้ภัยไปยังผู้รอดชีวิตภายในชั่วโมงทอง

เกษตรกรก็มีพันธมิตรใหม่เช่นกัน การสำรวจศัตรูพืชแบบเดิมหมายถึงการเดินแถวพร้อมตาข่ายและสมุดบันทึก—ช้าและสายเกินไปเสมอ เรดาร์กีฏวิทยาแบบโพลาไรเซชันเต็มรูปแบบหลายแบนด์ความละเอียดสูงตัวแรกของจีนตอนนี้มองขึ้นไปบนท้องฟ้าทุกคืน วัดความถี่ในการกระพือปีกของแมลง ความยาวลำตัว น้ำหนัก ส่วนตัดขวางของเรดาร์ และแม้แต่การวางแนวหัว ผลลัพธ์คือฐานข้อมูลแห่งชาติชุดแรกของวิถีการอพยพของศัตรูพืช วางรากฐานทางเทคนิคสำหรับแพลตฟอร์มเตือนภัยล่วงหน้าทั่วประเทศที่สามารถบอกให้เกษตรกร “ฉีดพ่นพรุ่งนี้” ก่อนที่ผีเสื้อกลางคืนตัวเดียวจะลงจอด

เรดาร์กำลังมุ่งหน้าไปที่ไหน

ฉลาดขึ้น หลายแบนด์ และ—อาจเป็นไปได้—ควอนตัม

เรดาร์ในวันพรุ่งนี้จะหลอมรวมปัญญาประดิษฐ์เข้ากับฟิสิกส์วิทยุแบบเรียลไทม์ เครือข่ายการเรียนรู้เชิงลึกจะคัดแยกเสียงสะท้อนดิบ โดยติดป้ายกำกับทุกการติดต่อทันที—เรือบรรทุกสินค้า โดรนล่องหน ฝูงนก—และทำนายสิ่งที่แต่ละอย่างจะทำต่อไป ในขณะที่เครื่องยนต์รับรู้ปรับแต่งรูปคลื่นในทันทีเพื่อให้ก้าวนำหน้าการรบกวน

ในห้องปฏิบัติการ เรดาร์ควอนตัมและเทราเฮิรตซ์กำลังเคลื่อนจากกระดานดำไปสู่ต้นแบบ เรดาร์ควอนตัม-พันธุกรรมที่สร้างขึ้นในหนานจิงได้จดจำลายเซ็นควอนตัมของเป้าหมายล่องหนแล้วที่ระยะ 200 กม. เมื่อโตเต็มที่ ชุดดังกล่าวสามารถเขียนกฎใหม่ของการสงครามทางเรือและการป้องกันชายฝั่งได้

ตั้งแต่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ไปจนถึงพื้นทะเล เรดาร์ได้กลายเป็นทั้งเกราะป้องกันและเซ็นเซอร์สำหรับประเทศจีนยุคใหม่ ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวกระโดดไปสู่ความเป็นอิสระที่มากขึ้น สเปกตรัมที่กว้างขึ้น และขอบเขตควอนตัม บทต่อไปของเรดาร์กำลังถูกเขียนขึ้นในวันนี้—และมันจะใกล้ชิดกับชีวิตประจำวันมากกว่าที่เราจินตนาการได้

(ที่มาของบทความ: ตีพิมพ์ใน People's Daily)