ระบบนำทาง

GPS คือระบบระบุตำแหน่งบนพื้นโลก เป็นเครื่องมือนำทางที่ได้รับการยอมรับเป็นอย่างดี และนำเสนอรายการแอปพลิเคชันที่เป็นประโยชน์มากมาย ตั้งแต่การเดินทางทางอากาศที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นไปจนถึงการทำแผนที่ตำแหน่งแบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดบางประการ สัญญาณ GPS จะอ่อนลงที่ละติจูดที่สูงขึ้น และอาจติดขัดหรือถูกปลอมแปลงได้ (โดยที่สัญญาณปลอมมาแทนที่สัญญาณจริง) สัญญาณยังสามารถสะท้อนออกจากพื้นผิว เช่น ผนัง ต้นไม้รบกวน และไม่สามารถผ่านอาคาร หิน หรือน้ำได้ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว มิวออนกลายเป็นข่าวพาดหัวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสำหรับความสามารถในการช่วยให้เรามองลึกเข้าไปในภูเขาไฟ มองผ่านพีระมิด และมองเห็นภายในพายุหมุน Muons ตกลงมาอย่างต่อเนื่องและบ่อยครั้งทั่วโลก (ประมาณ 10,000 ต่อตารางเมตรต่อนาที) และไม่สามารถแก้ไขได้ ศาสตราจารย์ฮิโรยูกิ ทานากะ จาก Muographix แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว อธิบายว่า "มิวออนรังสีคอสมิกตกลงบนพื้นโลกเท่าๆ กัน และเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันเสมอ โดยไม่คำนึงว่าสิ่งใดก็ตามที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่าน เจาะทะลุก้อนหินเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร" "ตอนนี้ ด้วยการใช้มิวออน เราได้พัฒนา GPS รูปแบบใหม่ ซึ่งเราเรียกว่าระบบระบุตำแหน่งแบบมิวโอเมตริก (muPS) ซึ่งทำงานใต้ดิน ในร่ม และใต้น้ำ" เริ่มแรก MuPS ถูกสร้างขึ้นเพื่อช่วยตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของพื้นทะเลที่เกิดจากภูเขาไฟใต้น้ำหรือการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก ใช้สถานีอ้างอิงตรวจจับมิวออนสี่สถานีเหนือพื้นดินเพื่อระบุพิกัดสำหรับเครื่องรับตรวจจับมิวออนที่อยู่ใต้ดิน การทำซ้ำในช่วงแรกของเทคโนโลยีนี้จำเป็นต้องเชื่อมต่อเครื่องรับกับสถานีภาคพื้นดินด้วยสายไฟ ซึ่งจะจำกัดการเคลื่อนไหวอย่างมาก อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดนี้ใช้นาฬิกาควอตซ์ที่มีความแม่นยำสูงเพื่อซิงโครไนซ์สถานีภาคพื้นดินกับเครื่องรับ พารามิเตอร์สี่ตัวที่ได้รับจากสถานีอ้างอิงรวมถึงนาฬิกาที่ซิงโครไนซ์ซึ่งใช้ในการวัด "เวลาบิน" ของมิวออนทำให้สามารถกำหนดพิกัดของผู้รับได้ ระบบใหม่นี้เรียกว่า ระบบนำทาง ไร้สายแบบมิวโอเมตริก (MuWNS) เพื่อทดสอบความสามารถในการนำทางของ MuWNS เครื่องตรวจจับอ้างอิงถูกวางไว้บนชั้นหกของอาคาร ขณะที่ "ผู้นำทาง" นำเครื่องตรวจจับรับสัญญาณไปที่ชั้นใต้ดิน พวกเขาค่อยๆ เดินขึ้นลงตามทางเดินของห้องใต้ดินพร้อมกับถือเครื่องรับ แทนที่จะใช้การนำทางแบบเรียลไทม์ มีการใช้การวัดและคำนวณเส้นทางและยืนยันเส้นทางที่พวกเขาไป "ความแม่นยำในปัจจุบันของ MuWNS อยู่ระหว่าง 2 เมตรถึง 25 เมตร โดยมีระยะสูงสุด 100 เมตร ขึ้นอยู่กับความลึกและความเร็วของผู้ที่เดิน ซึ่งดีพอๆ กับการระบุตำแหน่ง GPS แบบจุดเดียว เหนือพื้นดินในเขตเมือง” ทานากะกล่าว "แต่มันยังห่างไกลจากระดับที่ใช้งานได้จริง ผู้คนต้องการความแม่นยำในระดับหนึ่งเมตร และกุญแจสำคัญของสิ่งนี้คือการซิงโครไนซ์เวลา" การปรับปรุงระบบนี้เพื่อให้สามารถนำทางตามเวลาจริงและแม่นยำตามมิเตอร์ขึ้นอยู่กับเวลาและเงิน ตามหลักการแล้ว ทีมงานต้องการใช้นาฬิกาอะตอมขนาดชิป (CSAC): "CSAC มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว และมีขนาดดีกว่านาฬิกาควอทซ์ที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันถึง 2 ลำดับ อย่างไรก็ตาม พวกมันแพงเกินไปที่เราจะใช้ตอนนี้ แต่ ฉันคาดการณ์ว่าจะมีราคาถูกลงมากเนื่องจากความต้องการทั่วโลกสำหรับ CSAC สำหรับโทรศัพท์มือถือเพิ่มขึ้น" Tanaka กล่าว สักวันหนึ่ง MuWNS อาจถูกนำมาใช้เพื่อนำทางหุ่นยนต์ที่ทำงานใต้น้ำหรือนำทางยานพาหนะที่เป็นอิสระใต้ดิน นอกเหนือจากนาฬิกาอะตอมแล้ว ตอนนี้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ทั้งหมดของ MuWNS สามารถย่อขนาดได้แล้ว ดังนั้นทีมงานจึงหวังว่าในที่สุดการประกอบเข้ากับอุปกรณ์พกพา เช่น โทรศัพท์ของคุณ จะเป็นไปได้ ในสถานการณ์ฉุกเฉิน เช่น ตึกหรือเหมืองถล่ม นี่อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมในอนาคตสำหรับทีมค้นหาและกู้ภัย