ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Δημιουργούν ψηφιακούς κλώνους

Η ηθοποιός κάθεται σε ένα μεταλλικό κλουβί με θολωτό σχήμα, περιτριγυρισμένη από φώτα και κάμερες. Κλείνει τα μάτια της και τα φώτα αρχίζουν να αναβοσβήνουν πολύ γρήγορα. Σε λιγότερο από ένα λεπτό, οι κάμερες έχουν αποτυπώσει όσα δεδομένα χρειάζονται για να δημιουργήσουν ένα τρισδιάστατο ψηφιακό αντίγραφο, το οποίο με την κατάλληλη επεξεργασία μπορεί να γεράσει, να μαυρίσει από τον ήλιο ή να φωτιστεί τόσο ρεαλιστικά, ώστε να ταιριάζει σε κάθε περίσταση.

Είναι μία γεύση από ένα μέλλον όπου η διαφορά ανάμεσα στο αληθινό και το εικονικό θα γίνει δυσδιάκριτη. Μια ομάδα, υπό την καθοδήγηση του Χανσπέτερ Φάιστερ στο ερευνητικό κέντρο της Μιτσουμπίσι στη Μασαχουσέτη και του Μάρκους Γκρος στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Ζυρίχης, χρησιμοποιεί τον θόλο για να δημιουργήσει ψηφιακούς κλώνους ανθρωπίνων προσώπων, τα οποία να μπορεί να αναπαραχθούν υπό οποιεσδήποτε συνθήκες φωτισμού. «Θα μπορούσα να σε τοποθετήσω οπουδήποτε, σε μια παραλία στον ήλιο ή μέσα σε μια σκοτεινή εκκλησία», εξηγεί ο Φάιστερ στο περιοδικό «Νew Scientist».

Η ομάδα χρησιμοποιεί επίσης εκατοντάδες πρόσωπα ηλικιωμένων και νεαρών ατόμων με διαφορετικό χρώμα δέρματος, ώστε τα μέλη της να δουλέψουν πάνω στη γήρανση ή την αλλαγή χρώματος των κλώνων. Όταν λοιπόν όλα αυτά τα στοιχεία «αναμειχθούν» με τα δεδομένα που έχουν καταγράψει οι κάμερες από τις κινήσεις του πρωταγωνιστή, ο κλώνος θα μπορούσε να πάρει το μέρος του ηθοποιού σε σκηνές επικίνδυνες ή δύσκολες για τον ίδιο.

Η μέθοδος Μπορσούκοφ. Η δουλειά αυτή αποτελεί μέρος της προσπάθειας της βιομηχανίας ψυχαγωγίας να δημιουργηθούν ακόμη πιο ρεαλιστικά ψηφιακά αντίγραφα των πρωταγωνιστών. Το εργαστήριο της Εlectronic Αrts στο Βανκούβερ υπό τον Τζορτζ Μπορσούκοφ έχει καταφέρει να φτιάξει μερικούς από τους πιο αληθοφανείς εικονικούς ανθρώπινους χαρακτήρες σε ταινίες και ηλεκτρονικά παιχνίδια. Με τη δική τους τεχνική δημιούργησαν εξαιρετικά ψηφιακά αντίγραφα των χαρακτήρων του Νίο, του Μορφέα και του Πράκτορα Σμιθ στην ταινία «Τhe Μatrix reloaded» καθώς και σε παιχνίδι του γκολφ με τον Τάιγκερ Γουντς για το Ρlaystation. Ο Μπορσούκοφ κάνει πρώτα τη λήψη του βίντεο τού αληθινού προσώπου από 6 διαφορετικές γωνίες την ώρα που το μοντέλο κάνει κάποιες κινήσεις, π.χ. στην περίπτωση του Τάιγκερ Γουντς παίζει γκολφ. Έπειτα χρησιμοποιεί τα δεδομένα για να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο εικονικό μοντέλο του κεφαλιού, το οποίο και μπορεί να δει κάποιος από πολλές μεριές και μάλιστα με διαφορετικές απόλυτα αληθοφανείς εκφράσεις στο πρόσωπο. Με τη βοήθεια ενός καλλιτέχνη, ο Μπορσούκοφ υπολογίζει πώς αντανακλάται το φως στο πρόσωπο του ηθοποιού και επεμβαίνει στο τελικό αποτέλεσμα.

Η μέθοδος Φάιστερ. Ο Φάιστερ πιστεύει ότι το «κλειδί» για ένα πιο ρεαλιστικό αποτέλεσμα είναι να αποτυπώσεις το φως όπως αντανακλάται στο πρόσωπο του ηθοποιού σε διαφορετικές συνθήκες. «Είναι πολύ σημαντικό κομμάτι της εικόνας μας», εξηγεί. Η δική του μέθοδος είναι διαφορετική. Πρώτα βιντεοσκοπεί το αληθινό πρόσωπο. Δύο τρισδιάστατα σκάνερ στις δύο αντικρυστές μεριές του θόλου είναι στραμμένα προς το πρόσωπο. Φώτα από τα σκάνερ «εκπέμπουν» ένα δισδιάστατο σχέδιο και μετά καταγράφουν πώς οι γωνίες του προσώπου αλλοιώνουν αυτό το σχέδιο.

Στη συνέχεια ανασχηματίζουν την τρισδιάστατη δομή του προσώπου και προσθέτουν τη «μικρογεωμετρία» του δέρματος, κάθε πόρο και ρυτίδα. Έπειτα αυτό αποτυπώνεται από 16 κάμερες υψηλής ανάλυσης που βρίσκονται σε διάφορα σημεία στον θόλο, οι οποίες πραγματοποιούν λήψη 4.000 φωτογραφιών από κάθε δυνατή γωνία φωτισμού. Βάζοντας μαζί όλες τις εικόνες, οι επιστήμονες δημιουργούν έναν επίπεδο χάρτη του προσώπου, το οποίο χωρίζουν σε 500.000

εικονοστοιχεία (pixels). Από αυτό δημιουργούν μία εικόνα της καμπύλωσης του προσώπου, συγκρίνοντας κάθε pixel και στις 4.000 εικόνες!

Χάρτης προσώπου. Για παράδειγμα, αν ένα pixel βρίσκεται πάνω σε μία ρυτίδα είτε θα φωτιστεί όταν το φως περάσει πάνω από τη ρυτίδα, είτε θα είναι σκοτεινό όταν φωτιστεί από γωνία 90 μοιρών σε σχέση με τη ρυτίδα. Όταν συνδυασθούν όλες οι πιθανές θέσεις του pixel, το αποτέλεσμα είναι ένας χάρτης του προσώπου με κάθε πόρο και ρυτίδα που τελικά προστίθεται στο σχήμα του προσώπου για να δημιουργηθεί το ολοκληρωμένο γεωμετρικό μοντέλο.


Νέα τεχνική για χρώμα, λάμψη και υφή δέρματος

Ένας από τους παράγοντες που βοηθούν στην αίσθηση φυσικότητας ενός ψηφιακού προσώπου είναι η σωστή αντανάκλαση του φωτός πάνω στο δέρμα, που επηρεάζεται από τη λιπαρότητα και το χρώμα του δέρματος. Η ομάδα του Φάιστερ έχει δημιουργήσει μια τεχνική για να προσθέτει το χρώμα, τη λάμψη και την υφή του δέρματος σε κάθε εικονοστοιχείο χρησιμοποιώντας τις εικόνες που καταγράφουν οι κάμερες. Ειδικά προγράμματα προβάλλουν χιλιάδες εικονικές ακτίνες φωτός πάνω στο πρόσωπο και υπολογίζουν πώς αντιδρά το κάθε pixel βάσει του χρώματος, της λιπαρότητας και της υφής του. «Κάθε σημείο αντανακλά το φως κατά τι διαφορετικά», λέει ο Φάιστερ. Το αποτέλεσμα είναι ο κλώνος ενός προσώπου να μην ξεχωρίζει από μια φωτογραφία.


Μεϊκάπ με σκόνη που φωσφορίζει

Για να προσθέσει κίνηση στους κλώνους, ο Φάιστερ χρησιμοποιεί την τεχνική σύλληψης της κίνησης που είναι δημοφιλής στον κινηματογράφο. Το πρόσωπο του ανθρώπου που κινηματογραφείται σημαδεύεται με 90 χρωματιστές κουκκίδες σε σημεία-«κλειδιά». Ειδικά προγράμματα παρακολουθούν κάθε κουκκίδα καθώς ο ηθοποιός ερμηνεύει τον ρόλο του και η κίνηση κάθε σημείου μεταφέρεται έπειτα στο πρόσωπο του κλώνου για να του δώσει «ζωή»!

Πολλές ομάδες μάλιστα αναζητούν τρόπους να φτιάξουν τον τέλειο ψηφιακό κλώνο τελειοποιώντας αυτήν την τεχνική. Μία από αυτές, στο Σαν Φρανσίσκο, έχει φτιάξει ένα ειδικό μεϊκάπ με φωσφορίζουσα σκόνη. Βάζουν το μεϊκάπ σε ολόκληρο το πρόσωπο και ο υπολογιστής συλλαμβάνει την κίνηση 100.000 σημείων στην επιφάνεια του προσώπου με κάθε λεπτομέρεια. Ο Φάιστερ, πάλι, χρησιμοποιεί ειδική μπογιά πάνω σε κάθε ρυτίδα που εμφανίζεται στο μέτωπο, κάτω από τα μάτια και γύρω από το στόμα την ώρα που μιλά ο ηθοποιός.


Θανατηφόρες ακτίνες

Μαζικός αφανισμός των ειδών φαίνεται πως συμβαίνει κάθε 62 εκατομμύρια χρόνια στη Γη.
Σύμφωνα με επιστημονικές μελέτες, οι κοσμικές ακτίνες που παράγονται στις παρυφές του γαλαξία μας, καταστρέφουν κάθε έμβιο οργανισμό στον πλανήτη μας. Η ύπαρξη των φυτών και των ζώων, επηρεάζεται από την κίνηση του ηλιακού μας συστήματος μέσα στον γαλαξία μας αλλά και από την πορεία του ίδιου μέσα στο διαγαλαξιακό διάστημα.
Η θεωρία αυτή διατυπώθηκε πρόσφατα από δύο επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Κάνσας των ΗΠΑ. Οι Μιχαήλ Μεντβέντεβ και Άντριου Μέλοτ, στο πλαίσιο της συνάντησης που διοργανώθηκε πρόσφατα από την Αμερικανική Εταιρεία Φυσικών Επιστημών, επιχείρησαν να εξηγήσουν ένα βασικό πρόβλημα που παρατηρείται εδώ και πολλά χρόνια με τα απολιθώματα που έχει στη διάθεσή της η επιστημονική κοινότητα. Το πρόβλημα αυτό, σε ό,τι αφορά μάλιστα τους θαλάσσιους οργανισμούς, έχει να κάνει με τα μεγάλα κενά που παρατηρούνται στη χρονολογική σειρά των απολιθωμάτων. Με άλλα λόγια «τα τελευταία 550 εκατομμύρια χρόνια, παρατηρείται μια σημαντική αυξομείωση του αριθμού των απολιθωμάτων των θαλάσσιων ζώων η οποία συμβαίνει με συχνότητα 62 εκατομμυρίων ετών».

Σπάει ο κρίκος. Κάθε 62 εκατομμύρια χρόνια δηλαδή, ένας μεγάλος κρίκος στην αλυσίδα εμφάνισης των απολιθωμάτων σπάει. Είναι σαν να σταματά ξαφνικά η ζωή στη Γη, ως εκ τούτου να μην υπάρχουν απολιθώματα- και μετά να ξαναρχίζει. Σύμφωνα με την ιστοσελίδα του «Νational Geographic», οι επιστήμονες προσπάθησαν να ερμηνεύσουν με διάφορους τρόπους το μυστήριο της

Ο ΕΠΟΜΕΝΟΣ ΑΦΑΝΙΣΜΟΣ από κοσμικές ακτίνες θα είναι σε 10 εκατομμύρια χρόνια

εξαφάνισης των απολιθωμάτων και πρότειναν ως αιτίες του φαινομένου τη σύγκρουση του πλανήτη μας με κάποιον κομήτη, την άνοδο της στάθμης της θάλασσας και την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Καμία όμως από αυτές τις ερμηνείες δεν εξηγεί πειστικά την περιοδικότητα που παρουσιάζει το φαινόμενο.

Οι μικρές… εξορμήσεις. Οι δύο επιστήμονες προσέγγισαν το πρόβλημα από διαφορετική σκοπιά και παρατήρησαν ότι οι περίοδοι κατά τις οποίες συνέβαιναν οι μαζικοί αφανισμοί ειδών στη Γη, συνέπιπταν χρονικά με μικρές «εξορμήσεις» του ηλιακού μας συστήματος έξω από το κεντρικό επίπεδο του γαλαξία μας. «Οι εξορμήσεις του ηλιακού μας συστήματος προς τον “γαλαξιακό βορά” συμπίπτουν με τον αφανισμό της βιοποικιλλότητας στη Γη», τονίζει ο Μέλοτ. Κατά τη διάρκεια λοιπόν αυτών των μικρών περιπλανήσεων του ηλιακού μας συστήματος, οι οποίες ταυτίζονται χρονικά με ορισμένους από τους μεγαλύτερους αφανισμούς ειδών που γνωρίζουμε ότι συνέβησαν στη Γη, ο πλανήτης μας βομβαρδίστηκε από υψηλότατα επίπεδα κοσμικής ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία μπορεί να βλάψει την βιοποικιλλότητα με δυο τρόπους. Προκαλώντας μεταλλάξεις ή κλιματικές αλλαγές.

Ο Ρίτσαρντ Μίλερ, που είναι φυσικός στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ στην Καλιφόρνια, είχε ανακαλύψει πρώτος την περιοδικότητα των 62 εκατομμυρίων χρόνων στην εξαφάνιση των ειδών. Όμως, όπως ο ίδιος λέει στο «Νational Geographic», «ξοδέψαμε σχεδόν ένα χρόνο μαζί με κάποιον συνεργάτη μου για να βρούμε τον μηχανισμό πρόκλησης των αφανισμών αλλά δεν καταλήξαμε πουθενά. Έτσι ένιωσα μεγάλη έκπληξη όταν έμαθα ότι οι Μεντβέντεβ και Μέλοτ πέτυχαν εκεί όπου εμείς αποτύχαμε και τους συγχάρηκα».
Σαν… κερασάκι γαλαξιακής τούρτας

O γαλαξίας μας ο Μίλκι Γουέι έχει σχήμα δίσκου και μέσα σε αυτόν, το ηλιακό μας σύστημα ταξιδεύει πραγματοποιώντας μια κυκλική περιφορά η οποία διαρκεί κατά μέσο όρο 225 εκατομμύρια χρόνια. Ανά τακτά χρονικά διαστήματα, το ηλιακό μας σύστημα κινείται πάνω κάτω στο λεπτό κεντρικό κομμάτι του δίσκου και φθάνει στο απώτατο σημείο της τροχιάς του από τον δίσκο κάθε 62 εκατομμύρια χρόνια. Ολόκληρος ο γαλαξιακός δίσκος στο μεταξύ, ξεχύνεται μέσα από το ζεστό αέριο που τον περιβάλλει με ταχύτητα περίπου 200 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Σύμφωνα με τη θεωρία των δύο επιστημόνων, οι κοσμικές ακτίνες δημιουργούνται συνεχώς μέσα από ένα κρουστικό κύμα που παράγεται στο σημείο όπου η «βορειότερη» ή η μπροστινή πλευρά του γαλαξία συγκρούεται με το αέριο που τον περιβάλλει. Καθώς το ηλιακό μας σύστημα υψώνεται μέσα από το κεντρικό επίπεδο του γαλαξία, μοιάζει με το κερασάκι μιας γαλαξιακής πίτας, και βρίσκεται πλησιέστερα στην πηγή της κοσμικής ακτινοβολίας. Και οι επιστήμονες λένε ότι η Γη δέχεται τη μεγαλύτερη ποσότητα κοσμικής ακτινοβολίας όταν «αναδύεται» μαζί με το ηλιακό σύστημα στη βόρεια πλευρά του γαλαξία.


Η βλαβερή δράση της κοσμικής ακτινοβολίας

Με πολλούς τρόπους μπορούν οι κοσμικές ακτίνες να προκαλέσουν μαζικό αφανισμό των ειδών.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Κάνσας, οι οποίοι δημοσίευσαν την εργασία τους στην επιστημονική επιθεώρηση «Αstrophysical Journal», ένας τρόπος είναι οι οργανισμοί να λαμβάνουν βλαβερές δόσεις ακτινοβολίας από υψηλής ενέργειας σωματίδια που είναι γνωστά ως μυόνια και τα οποία παράγονται από τις κοσμικές ακτίνες που προσκρούουν στην ατμόσφαιρα της Γης. Ο Άντριου Μέλοτ εξηγεί ότι από μόνες τους οι κοσμικές ακτίνες δεν είναι τόσο βλαβερές. Η επικινδυνότητά τους έγκειται στο ότι δημιουργούν φορτισμένα σωματίδια τα οποία διασπείρονται μέσα στην ατμόσφαιρα. Τα μυόνια μάλιστα πηγαίνουν και μέσα στη θάλασσα. Οι αλλαγές στη χημική σύσταση της ατμόσφαιρας σε συνδυασμό με την εξασθένηση του στρώματος του όζοντος μπορεί να προκαλέσουν αυξημένες μεταλλάξεις. Επιπροσθέτως, τα φορτισμένα σωματίδια που παράγονται από βομβαρδισμό κοσμικών ακτίνων μπορεί να προκαλέσουν ιδιαίτερα αυξημένη νεφοκάλυψη οδηγώντας έτσι σε κλιματική αλλαγή.


Οι δεινόσαυροι τη… γλίτωσαν

Oι Αμερικανοί ειδικοί λένε ότι το υπολογιστικό μοντέλο που χρησιμοποίησαν στην έρευνά τους δεν μπορεί να εξηγήσει όλους τους μαζικούς αφανισμούς που γνωρίζουμε ότι συνέβησαν στην ιστορία του πλανήτη μας. Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι δεινόσαυροι όπου σύμφωνα με την επικρατούσα εκδοχή, ο αφανισμός τους προκλήθηκε από την πτώση στη Γη ενός μεγάλου αστεροειδούς. Όποια όμως και αν είναι η αιτία του αφανισμού τους, αυτή δεν προκλήθηκε εξαιτίας του κύκλου των 62 εκατομμυρίων χρόνων.