Skip to main content

CADANGAN PROTOTAIPLENSA BIONIK (BIONIC LENS)



 1.0 Pengenalan

Angkatan Tentera Malaysia (ATM) merupakan organisasi yang bertanggungjawab dalam menjaga keselamatan negara. Barisan pertahanan yang kukuh merupakan elemen yang penting dalam sesebuah negara bagi menjamin keselamatan negara dan juga pe
nduduk. Seterusnya, bagi memastikan gerak kerja serta tugasan yang dilakukan oleh Angkatan Tentera Malaysia (ATM) berjalan dengan lancar dan efisyen, kerahan tenaga dalam inovasi kelengkapan tentera merupakan perkara utama. Idea inovasi yang dihasilkan perlu memenuhi kelengkapan tentera seperti persenjataan, pemakaian, logistik, perubatan dan aset perhubungan dan pengangkutan.

    Tidak dapat dinafikan bahawa, teknologi yang sedia ada telah memainkan peranan yang besar membantu dan memudahkan urusan barisan pertahanan negara dalam melaksanakan tugasan. Justeru, pembaharuan dan penaiktarafan perlulah memenuhi tetapan dan keperluan setanding dengan negara-negara maju. Pembangunan inovasi baharu harus dilaksanakan dengan penuh penelitian serta dedikasi bagi memastikan hasil inovasi tersebut selamat digunakan dan efektif. Kumpulan Inovasi dan Kreatif (KIK) dan kumpulan penyelidik bertanggungjawab ke atas suatu kerja inovasi yang dijalankan. Organisasi berkenaan akan mengumpul maklumat beserta cadangan daripada semua peringkat bagi memperolehi hasil inovasi yang memberi kesan positif serta faedah kepada angkatan tentera.

    Setelah projek selesai dibina, pasukan ini perlu menguji keberkesanan projek tersebut dan menerima maklum balas daripada semua peringkat seperti pihak pengurusan atasan, warga markas dan pelanggan sama ada pihak angkatan tentera atau agensi luar bagi memastikan produk yang dihasilkan memenuhi kriteria yang diinginkan atau perlu ditambah baik. Oleh itu, penulis ditugaskan untuk menghasilkan penulisan prototaip bagi memenuhi keperluan tentera untuk memudahkan pelaksanakan tugasan. Penulisan prototaip ini disediakan untuk menghasilkan sesuatu produk iaitu ‘Bionik Lens’. Lensa Bionik (Bionic Lens) ini merupakan produk yang menggunakan sistem teknologi yang canggih bagi meningkatkan kecekapan tentera dari sudut penglihatan. Melalui perkara ini, keupayaan dan kebolehan Angkatan Tentera Malaysia di medan tempur lebih produktif dan efisien.

    Kanta lekap biometrik adalah sebuah peranti elektronik canggih yang bersentuhan secara langsung dengan pupil eye, yang membolehkan penderiaan, penggerakan serta komunikasi tanpa wayar dan menawarkan pelbagai peluang dan cabaran dalam pelbagai aplikasi penglihatan seperti pembetulan penglihatan aktif dan deria bioperubatan  (Chiou, J-C et al , 2017). Nanoteknologi, seperti teknologi baharu yang lain, akan memberi impak yang besar kepada tamadun. Nanoteknologi dibezakan oleh fakta bahawa ia dibangunkan pada tahap sub-mikroskopik. Kanta lekap bionik dikelaskan sebagai nanoteknologi kerana prosedur pembuatan litar memerlukan manipulasi sub-mikroskopik. Proses pembuatan tersebut adalah subjek penemuan baru-baru ini.

    Jurutera pada mulanya akan membuat paparan dengan beberapa piksel untuk menghasilkan kanta sentuh bionik. Selepas itu, kanta akan diubah suai dan dipertingkatkan untuk membolehkan orang ramai melawat laman web, memaparkan foto atau maklumat malah produk ini juga menjadi permintaan pelanggan dalam kalangan pemain permainan video. Kanta juga boleh digunakan untuk tujuan perubatan. Sebagai contoh, ia boleh digunakan untuk memantau perubahan kecil dalam badan kerana produk ini dapat membekalkan maklumat tentang status perubahan badan. 

    Kanta sentuh bionik pasti dapat menawarkan pelbagai aplikasi yang baik dan keberkesanan yang tinggi kepada angkatan tentera disebabkan oleh fungsi-fungsi yang terdapat pada produk ini. Namun begitu, pembuatan produk teknologi ini bukan perkara yang mudah dan memerlukan pemerhatian berpanjangan.

2.0 Spesifikasi

Lensa bionik adalah iris buatan yang dikaji bagi membantu menyelesaikan masalah kecacatan iris pada penyakit yang mengalami aniridia. Aniridia adalah penyakit mata di mana pengidapnya tidak mempunyai sebahagian atau keseluruhan iris mata. Menurutnya lagi, penyakit ini menyebabkan kegagalan iris mata dan mengurangkan ketajaman penglihatan serta meningkatkan sensitiviti kepada cahaya, fotofobia.

Gambar Rajah 2.1: Perbezaan mata aniridia, tanpa iris (A) dan mata normal (B)

Berdasarkan Electro-Optic, Bionic Lens diperbuat dari bahan yang dikenali sebagai ‘guest-host liquid crystal’ (GH-LCD). Bahan ini terdiri daripada hablur cecair (LC) , dopan kiral dan pewarna dikroik yang mampu menghasilkan pelbagai transmisi apabila elektrik digunakan diantara elektrode yang disebabkan oleh gabungan antara kiraliti dan campuran penyerapan profil berganda. Elektrode GH-LCD boleh dibahagikan kepada gelang bebas yang meniru fungsi iris semula jadi apabila diletakkan dalam urutan yang betul. Lensa bionik yang canggih yang direka dengan paparan bersepadu, penjana tenaga, komunikasi antenna, cip kawalan serta penderiaan.


Gambar Rajah 2.2
Rajah 2.3

Sebuah prototaip persediaan LCD telah diuji pada permukaan polimer konform sfera di dalam bentuk gelang yang berbeza dengan boleh digerakkan secara elektro-optik. Tujuan ini bagi memastikan hasil visual atau pandangan kepada pengguna lensa bionik adalah sempurna. 

    Oleh kerana lensa bionik ini adalah ciptaan manusia dan berdasarkan kecerdasan buatan (AI), maka ia memerlukan sumber tenaga bagi memastikan ia berfungsi kepada pengguna. Terdapat beberapa pilihan sumber tenaga yang telah dikenal pasti oleh para pengkaji yang dirasakan sesuai untuk digunakan terhadap lensa bionik canggih dan tidak memberi kemudaratan kepada pengguna. Antara sumber tenaganya adalah;

Rajah 2.4

  1. RF wireless power transfer

Menurut G. Wang (2006), mencadangkan dua kuasa frekuensi radio tanpa wayar dan telemetri data digunakan dalam lensa canggih ini. 


  1. Bateri 

Penggunaan bateri juga dicadangkan tetapi agak kurang memuaskan kerana kebanyakkan bateri menggunakan cecair elektrokimia seperti asid sulfurik, H2SO4 yang boleh membahayakan kerana sifat asid adalah menghakis. 


  1. Sel biofuel melalui filem nipis sel fotovoltaik (TFPV) - approved

    Sumber ini adalah dalam modul miniatur dan antara sumber yang paling relevan untuk digunakan dalam lensa elektronik kerana ia menyediakan kemudahan penyepaduan dalam platform yang fleksibel dan ia juga berfungsi serentak sebagai sensor pencahayaan yang baik (M Falk et al, 2012).

Rajah 2.5

Rajah 2.5 menunjukkan susun atur penyepaduan penuh konsep active artificial iris (AAI). apabila terdapat cahaya berlebihan, tiga cincin dalam digunakan sebagai bahagian LCD berasingan yang dihidupkan secara berurutan oleh pemacu TFT. Kawasan luar cincin terbesar boleh digunakan untuk meletakkan elektronik pemandu, yang bersaiz kecil dan yang kawasan selebihnya dilengkapi dengan filem nipis sel fotovoltaik (TFPV) yang menghasilkan tenaga.



Rajah 2.6

Rajah menunjukkan gambaran keseluruhan skema bagi pemandu iris tiruan. ‘H-bridge’ digunakan untuk menyampaikan kuasa tinggi kepada LCD. ‘H-bridge’ ialah litar elektronik yang menukar kekutuban voltan yang dikenakan pada beban. Litar ini sering digunakan dalam robotik dan aplikasi lain untuk membolehkan motor DC berjalan ke hadapan atau ke belakang. Di dalam pembuatan iris ini, ‘H-bridge’ terdiri daripada pengayun untuk menjana signal isyarat, dan ‘H-bridge’ yang dipacu oleh isyarat ini untuk mengecas dan nyahcas plat kapasitor LCD.


H-bridge
Rajah 2.8 (chip layout in TFPV)

Rajah menunjukkan reka letak cip dan ciri-ciri prestasi, menunjukkan kelajuan ayunan dan penggunaan kuasa serta ayunan RMS di bawah 180pF.



Rajah 2.9

Untuk memastikan sistem iris automatik aktif ini berfungsi, satu ujian dijalankan. Pengukuran sistem bersepadu cip pemacu dan LCD. LCD menjadi lutsinar jika bekalan tenaga turun di bawah 5V, maka bekalan tenaga yang perlu dihasilkan oleh sistem biofuel adalah 5V dan ke atas. Untuk tujuan demonstrasi elektrod adalah berbentuk manusia.


3.0 Fungsi dan  Kelebihan Bionik Lens.


Produk ini akan difokuskan kepada bahagian penglihatan para tentera terutamanya ketika melakukan tugas-tugas khas contohnya, gerak tempur atau serbuan. Pemakaian Bionik Lens adalah sangat mudah dan tidak memakan masa yang lama. Selain itu, Bionik Lens juga dapat menghasilkan pelbagai fungsi yang memudahkan pergerakan angkatan tentera dalam melakukan tugasan. Antara kelebihan yang utama produk ini ialah mempunyai GPS peribadi, seperti yang kita tahu GPS atau Global Positioning System merupakan perkhidmatan penentu kedudukan tepat dan perkhidmatan penentu kedudukan standard. Perkhidmatan ini merupakan perkhidmatan sulit yang menyediakan isyarat navigasi untuk pengguna bagi menentukan kedudukan dan halaju dan serta sesuai digunakan dalam kalangan tentera dan badan khas yang lain (Elliott D. Kaplan, 2017).

    Seterusnya, Bionic Lens yang menggunakan teknologi kecerdasan buatan (Artificial intelligence) mampu berfungsi mengumpul maklumat atau data secara lebih terperinci. Sebagai contoh, apabila seorang tentera memakainya dapat mengetahui data navigasi berkenaan dengan kedudukan atau koordinat musuh, oleh itu mereka boleh bersedia dan dapat menganggar jarak dengan baik. Justeru, dengan melihat seorang musuh, mereka akan mendapat maklumat peribadi berkaitan musuh tersebut.

Bionic Lens juga mempunyai fungsi ‘night vision’ iaitu kebolehan untuk melihat dalam gelap atau penglihatan yang baik pada waktu malam. Menurut Chrzanowski (2013), Night Visions Device (NVD) merupakan sistem yang dibina melalui tiga perkara utama iaitu, objektif optik, imej tiub penguat dan okular optik. Night Vision sangat membantu mata manusia untuk melihat objek sasaran jelas pada waktu malam atau pada cahaya malap. Perkara ini secara tidak langsung dapat membantu manusia dengan memanjangkan tempoh atau julat aktiviti kita seharian (Chuen Lin Tien, 2011). Kelebihan ini sangat bersesuaian untuk aplikasi kegunaan ketenteraan yang beroperasi sepanjang hari.

    Berikutan itu, night vision pada Bionic Lens diikuti dengan sistem penglihatan pintar (smart vision). Sistem penglihatan pintar ini menggunakan lensa ‘Quick Responses Dinamic’ yang fokus pada lensa ini sesuai untuk bahagian mata. Lensa ini secara tidak langsung dapat menyesuaikan perubahan mata manusia serta dapat membetulkan kerosakan pada mata. Penglihatan menggunakan Bionic Lens juga dapat memfokuskan penglihatan dalam jarak jauh.



Comments