सेन्सर्स (अच्युत गोडबोले)

अच्युत गोडबोले achyut.godbole@gmail.com
रविवार, 3 मार्च 2019

सेन्सर म्हणजे कुठलीही गोष्ट ओळखण्याची किंवा मोजण्याची म्हणजेच "सेन्स' करण्याची' यंत्रणा. मग ते तापमान, वजन, हवेचा दाब, एखाद्या द्रव्याची पातळी, प्रकाश, विजेचा प्रवाह किंवा त्याचा रेझिस्टन्स असो किंवा एखाद्या वायूचं किंवा इंधनाचं प्रमाण असो. यांची ते सेन्सर्स मोजमाप तर करतातच; पण यापैकी कशातही थोडासाही बदल झाला, तरी लगेच त्या सेन्सर्सना ते समजतं आणि ते ठराविक पूर्वनियोजित पातळीपेक्षा कमी किंवा जास्त झालं, तर ते सेन्सर्स आपल्या कंट्रोलरला योग्य त्या सूचना पाठवतात आणि मग त्यातला कंट्रोलर योग्य ती पावलं उचलतो.

सेन्सर म्हणजे कुठलीही गोष्ट ओळखण्याची किंवा मोजण्याची म्हणजेच "सेन्स' करण्याची' यंत्रणा. मग ते तापमान, वजन, हवेचा दाब, एखाद्या द्रव्याची पातळी, प्रकाश, विजेचा प्रवाह किंवा त्याचा रेझिस्टन्स असो किंवा एखाद्या वायूचं किंवा इंधनाचं प्रमाण असो. यांची ते सेन्सर्स मोजमाप तर करतातच; पण यापैकी कशातही थोडासाही बदल झाला, तरी लगेच त्या सेन्सर्सना ते समजतं आणि ते ठराविक पूर्वनियोजित पातळीपेक्षा कमी किंवा जास्त झालं, तर ते सेन्सर्स आपल्या कंट्रोलरला योग्य त्या सूचना पाठवतात आणि मग त्यातला कंट्रोलर योग्य ती पावलं उचलतो.

"उद्याच्या जगात कोट्यवधी सेन्सर्स प्रचंड धुमाकूळ घालतील,' असं प्रसिद्ध भविष्यवेत्ता पॉल सॅफो म्हणतो. सेन्सर म्हणजे कुठलीही गोष्ट ओळखण्याची किंवा मोजण्याची म्हणजेच "सेन्स' करण्याची' यंत्रणा. मग ते तापमान, वजन, हवेचा दाब, एखाद्या द्रव्याची पातळी, प्रकाश, विजेचा प्रवाह किंवा त्याचा रेझिस्टन्स असो किंवा एखाद्या वायूचं किंवा इंधनाचं प्रमाण असो. यांची ते सेन्सर्स मोजमाप तर करतातच; पण यापैकी कशातही थोडासाही बदल झाला, तरी लगेच त्या सेन्सर्सना ते समजतं आणि ते ठराविक पूर्वनियोजित पातळीपेक्षा कमी किंवा जास्त झालं, तर ते सेन्सर्स आपल्या कंट्रोलरला योग्य त्या सूचना पाठवतात आणि मग त्यातला कंट्रोलर योग्य ती पावलं उचलतो. (उदाहरणार्थ, तापमानाप्रमाणं एसी किंवा गिझर बंद किंवा चालू करणं.) उद्याच्या जगात जागोजागी असे असंख्य सेन्सर्स वेगवेगळ्या संगणकांना जोडलेले असतील आणि ते हवामान (वादळचा इशारा), माणसांची प्रकृती (रक्तदाब, नाडी इ.) अशा अशा अनेक गोष्टींवर क्षणाक्षणाला नियंत्रण ठेवू शकतील.

कित्येक ऑफिसेसमध्ये, हॉटेल्समध्ये किंवा मॉल्समध्ये आपण आत जायच्या दरवाज्यापाशी गेलो, की तिथले दरवाजे आपोआप उघडण्याची सोय केलेली असते. हेही सेन्सर्समुळंच शक्‍य होतं. आज जवळ गेलं, की काही दरवाजे आपोआप उघडतात; कारण येणाऱ्या-जाणाऱ्यांची चाहूल या हालचाल (मोशन) टिपणाऱ्या सेन्सर्सना अचूक लागते. यासाठी रडार सेन्सर्सचे पॅसिव्ह इन्फ्रारेड सेन्सर्स (PIR), इन्फ्रारेड सेन्सर्स आणि लेझर सेन्सर्स असे वेगवेगळे सेन्सर्स वापरता येतात. आपलं शरीर इन्फ्रारेड ऊर्जा बाहेर टाकत असतं. ही ऊर्जा PIR सेन्सर्स टिपतात आणि त्यामुळे त्यांना दरवाज्यापाशी कुणीतरी आलंय हे समजतं. त्यामुळं ते सर्किट पूर्ण करतात आणि मग दरवाजा उघडला जातो. टॉयलेटमध्ये जाऊन आल्यावर आपोआप फ्लश चालू होतो किंवा कित्येक नळांखाली फक्त हात धरला तर नळानं पाणी येतं आणि हात काढला, की नळ बंद होतो; ते तिथं लावलेल्या सेन्सर्समुळेच!

सेन्सर्समध्ये अनेक प्रकार असतात. बायोलॉजिकल, केमिकल, इलेक्‍ट्रिक, रेडिओऍक्‍टिव्ह, फोटोइलेक्‍ट्रिक, थर्मोइलेक्‍ट्रिक, थर्मोस्टॅटिक, इलेक्‍ट्रोमॅग्नेटिक, इलेक्‍ट्रोकेमिकल, ऍनालॉग, डिजिटल, ऍक्‍टिव्ह, पॅसिव्ह वगैरे. आपल्या आसपास असे अनेक सेन्सर्स कार्यरत असतात. आपल्या शरीरातही अनेक सेन्सर्स असतात. डोळ्यांमध्ये प्रकाशाची तीव्रता मोजण्यासाठी दोन तऱ्हेचे सेन्सर्स असतात. एक म्हणजे "रॉड्‌स.' हे प्रकाशाची तीव्रता मोजतात; तर दुसरा म्हणजे "कोन्स.' हे रंग ओळखण्यासाठी उपयोगी पडतात. आपल्या कानात आवाजासाठी असणाऱ्या सेन्सर्सबरोबरच आपल्या शरीराचा तोल सांभाळण्यासाठीही एक सेन्सर असतो. त्याचप्रमाणं नाक, जीभ, त्वचा अशा शरीरातल्या प्रत्येक अवयवात अनेक सेन्सर्स असतात. आपल्या त्वचेमध्ये मुख्यत्वेकरून पाच तऱ्हेचे सेन्सर्स असतात. आपल्याला स्पर्शाची किंवा उष्णता/थंडी यांची जाणीव होते किंवा आपल्याला भाजलं किंवा जखम झाली, की दुखण्याची जाणीव होते; तसंच खाज सुटते किंवा कोणी दाब दिल्यावर तोही जाणवतो तो याच सेन्सर्समुळं. तहान-भुकेची जाणीव, लघवीला लागण्याची जाणीव, झोपेची जाणीव अशा सगळ्या गोष्टीही आपल्या शरीरातल्या सेन्सर्समुळंच आपल्याला जाणवतात. आंबट, तुरट, गोड, तिखट, खारट आणि कडू अशा चवी आपल्याला कळण्यासाठी जिभेतही रसायनिक रिसेप्टर्सच्या स्वरूपात सेन्सर्सच असतात. आपल्या नाकातही शेकडो (काहींच्या मते) रासायनिक सेन्सर्स असतात.

सेन्सर्स हे एखाद्या पोस्टमनची भूमिका पार पाडत असतात. नाकानं वास घेतला, की त्यातले सेन्सर्स मेंदूपर्यंत तो वास पोचवतात आणि मग मेंदू तो वास चांगला आहे की नाही हे ठरवतो आणि त्याप्रमाणं शरीरानं काय करावं हे ठरवतो. उदाहरणार्थ, तो दुर्गंध असेल, तर नाकाला रुमाल लावायचा की तिकडून निघून जायचं किंवा तो एखाद्या पदार्थाचा घमघमाट असेल, तर पोटाला सिग्नल पाठवून भुकेचा सिग्नल पाठवायचा असं सगळं मेंदू करत असतो. दुखापत झाली असेल तर त्या ठिकाणी असलेल्या त्वचेखालच्या स्नायूंमधले सेन्सर्स मेंदूला सिग्नल पाठवतात आणि मेंदू आपल्याला वेदनेची जाणीव करून देत असतो. सेन्सर्सचं मुख्य कामच सतत चाचपणी करून काय घडलंय (थंडी वाजतेय, जखम झाली, गोड खायचंय) ते मेंदूपर्यंत पोचवणं - मग तो मानवी मेंदू असो किंवा कॉम्प्युटर असो किंवा कोणत्याही प्रकारचा कंट्रोलर असो- हेच असतं.

हे झाले आपल्या शरीरातले सेन्सर्स; पण याशिवाय आपणही वेगवेगळे सेन्सर्स तयार करून वेगवेगळ्या कारणांसाठी वापरतो. माणसाच्या बाबतीत बोलायचं झालं, तर हे कृत्रिम सेन्सर्स दोन प्रकारचे असतात ः "बायोलॉजिकल मॉनिटरिंग सेन्सर्स' आणि "ह्युमन ऍक्‍टिव्हिटी मॉनिटरिंग सेन्सर्स.'
आपल्या शरीराचं तापमान, रक्तदाब, रक्ताभिसरण, हृदयाचे ठोके/नाडी आपल्याला येणाऱ्या घामाचं प्रमाण अशा अनेक गोष्टी आपल्या स्वास्थ्याबद्दल सांगत असतात. हे सगळं मोजण्याचं काम बायोलॉजिकल मॉनिटरिंग सेन्सर्स करतात. यासाठी एक घड्याळ बनवायचा संशोधकांचा प्रयत्न चालू आहे. हे घातलं, की त्यावर शरीरातल्या या सगळ्याच चाचण्या आपोआप होऊन त्यांचा रिपोर्ट घड्याळ्याच्या स्क्रीनवर दिसायला लागेल आणि डॉक्‍टरांना निदान करणं सोपं जाईल. यात विशेष म्हणजे अनेक चाचण्या एकाच वेळी होत असल्यामुळं वेळही वाचेल. ऍपल वॉचमध्ये ब्लड प्रेशर आणि हार्ट रेट अशा गोष्टी मोजता येतात आणि ईसीजीही त्याच्या पडद्यावर दिसायला लागतो, असा दावा ऍपलनं केला आहे.

आपल्या हालचालीतले बदल टिपणारे सेन्सर्स म्हणजे "ह्युमन ऍक्‍टिव्हिटी मॉनिटरिंग सेन्सर्स.' अलीकडे सकाळी व्यायामाच्या वेळी काही लोक "पेडोमीटर' नावाचं एक उपकरण वापरतात. त्यात आपल्या हृदयाच्या ठोक्‍यांपासून आपण किती अंतर किती वेळात चाललो, आपला वेग किती होता, आपण किती पावलं टाकली, त्यामुळे आपल्या किती कॅलरीज जळाल्या हे सगळं ते उपकरण त्यात असलेल्या सेन्सर्समुळंच आपल्याला दाखवतं. काही लोकांना अस्थमा, हृदयविकार, पार्किन्सन्स असे अनेक आजार असतात. अशा रुग्णांमध्ये होणारे बारीक बदलही जीवघेणं रूप धारण करू शकतात. अशा वेळी त्यांना खिशात मावू शकणारं किंवा हातावर घडाळ्यासारखं बांधता येऊ शकणारं किंवा डोक्‍याला बांधता येण्यासारखं त्यात सेन्सर्स असलेलं उपकरण दिलं, तर त्यांच्या हालचालीतून होणारे बदल टिपले जाऊन ते थेट डॉक्‍टरपर्यंत पाठवता येऊ शकतात. यामुळं पार्किन्सनचा किंवा हार्टचा ऍटॅक येण्याआधीच ते डॉक्‍टरांना कळेल आणि वेळीच उपचार देता येतील अशी यामागची कल्पना आहे. आपण वापरत असलेल्या स्मार्टफोन्सचा वापर ह्युमन ऍक्‍टिव्हिटी मॉनिटरिंग सेन्सर म्हणून चांगल्या प्रकारे करता येऊ शकतो.

हे झालं मानवी सेन्सर्सविषयी; पण असेच सेन्सर्स रोबोमध्ये बसवले तर? खरंतर हे अजून तरी एक स्वप्नच आहे; पण तसं झालं तर रोबोला हसू येईल, तो रडेल किंवा आपला राग व्यक्त करेल; किंवा त्याला स्पर्श केला तर त्यातलं प्रेम त्याला जाणवेल. एखादं सुगंधी फूल त्याच्यासमोर धरलं, तर त्याचा सुगंध त्याला सुखावून जाईल. एखादं मूल रडत असेल तर त्याला नेमकं काय हवंय हे त्याला लक्षात येईल. थोडक्‍यात आपल्यासारखे त्याला "सेन्सेस' येतील. सध्या रोबोंच्या बाबतीत हे सेन्सेस अजिबातच नाहीत असं नाही; पण ते अजून बाल्यावस्थेत आहेत. आज रोबोला काही प्रमाणात आवाज कळतो किंवा ओळखता येतो, रसायनांचा वास घेता येतो, थर्मल आणि इन्फ्रारेड यांचं तापमान कळतं, फोटो सेल्सच्या मदतीनं तो प्रकाशाची तीव्रता मोजून आपले डोळे त्या प्रकाशाला जुळवून घेतो. असे अनेक "सेन्सेस' त्याला आज आहेत; पण माणसाच्या मानानं ते खूपच अपुरे आहेत.

रोबोच्या सेन्सर्समध्ये अनेक प्रकार आहेत. रोबोला आपला हात-पाय दुमडायला किंवा कमरेतून वाकायला "रेझिस्टिव्ह पोझिशन सेन्सर्स' मदत करतात. "प्रॉक्‍झिमिटी सेन्सर्स'च्या मदतीनं रोबोला आपल्या नजीकच्या अडथळ्याची जाणीव आधीच होते, तीही प्रत्यक्ष त्या अडथळ्यापासून बरंच अंतर असताना. पार्किंग करताना मदत करणारे "पार्किंग सेन्सर्स' हे याचंच एक उदाहरण. या सेन्सर्समध्येही इन्फ्रारेड रेड (आयआर) ट्रान्ससीव्हर्स, अल्ट्रासॉनिक आणि फोटोरेझिस्टर असे प्रकार असतात. रोबोमधला इन्फ्रारेड किरण सोडणारा एलईडी किंवा इन्फ्रारेड ट्रान्समीटर जेव्हा इन्फ्रारेड किरण सोडतो, तेव्हा सोडलेला हा किरण समोर अडथळा असेल, तर त्याला धडकून रोबोमधल्याच इन्फ्रारेड रिसिव्हरकडे परततो आणि रोबोला समोरच्या अडथळ्याची जाणीव होते. साधारण हाच प्रकार अल्ट्रासॉनिक सेन्सरही करतो. फक्त या सेन्सरमधून किरणांऐवजी आवाजांच्या लहरींचा उपयोग होतो एवढाच काय तो फरक. त्यातून रोबो एखाद्या भिंतीला किंवा वस्तूला धडकलाच, तर तो धडकला आहे याची जाणीव त्याला त्याच्यातला "कॉन्टॅक्‍ट सेन्सर' करून देतो आणि त्याला वळायची किंवा थांबण्याची सूचना मिळते.

"रोबो साउंड सेन्सर्स' आसपासचा आवाज ओळखतात आणि त्यानुसार रोबोला नियंत्रित करता येतं. म्हणजे आपण टाळी वाजवली, की रोबो उजवीकडे वेळेल; दोन टाळ्या वाजवल्या की हात हलवेल; तीनदा वाजवल्यावर दुसरा हात हलवेल असं काहीसं. हे सगळं कमी-जास्त व्हॉल्टेजनुसार घडत असतं. अर्थात त्याप्रमाणं रोबोला अगोदरच प्रोग्रॅम्सच्याद्वारे पूर्वसूचना द्याव्या लागतात. ऍमेझॉन अलेक्‍सा हेही अशाचपैकी सेन्सरचं एक उदाहरण आहे. हे उपकरण आपला आवाज ऐकून आणि तो समजून घेऊन आपण दिलेली सूचना पार पाडतं. त्यात बसवलेले सेन्सर्स हे काम करतात.

सेन्सर्स भविष्यात काय कामगिरी बजावू शकतील याचा तर आपण अंदाजच बंधू शकत नाही. तज्ज्ञांच्या मते मात्र भविष्यातले सेन्सर्स इतके लहान असतील, की ते आपल्याला डोळ्यांना सहजासहजी दिसणारच नाहीत. अल्ट्रासाऊंड, इन्फ्रारेड, लो फ्रीक्वेन्सी आणि पोझिशन सेन्सर आपली दृष्टी आणि श्रवणशक्ती दोन्ही वाढवण्यास मदत करतील, तर केमिकल सेन्सर्स आपल्याला आपली वास आणि चवी ओळखण्याची क्षमता वाढवतील. मेकोसेन्सर्स आपली संवेदना वाढवतील, तर मेडिकल आणि बायोलॉजिकल सेन्सर्स आपल्या आरोग्याकडे लक्ष देतील. इतकंच नाही, तर हे सेन्सर्स प्राणी, पक्षी, झाडं असे सजीव आणि इमारती, यंत्रं अशा निर्जीव वस्तूंचीही काळजी घेतील.


स्पष्ट, नेमक्या आणि विश्वासार्ह बातम्या वाचण्यासाठी 'सकाळ'चे मोबाईल अॅप डाऊनलोड करा
Web Title: achyut godbole write sensors article in saptarang