رویداد کافه علم با حضور سفیران نوآوری

دنیای ما پر از پیام‌ها و داده‌هاست؛ از چت‌های روزانه گرفته تا فیلم و کلاس‌های آنلاین. ولی تا حالا فکر کردید چه جوری همه این اطلاعات سالم به دستمون می‌رسه؟ پشت این ماجرا «کدهای رپتور» قرار داره؛ فناوری‌ای که که بدون آن، زیست دیجیتال امروز ممکن نبود. بخاطر همین و برای یک ماجراجویی فناورانه توی کافه علم با حضور سفیران نوآوری و خانم دکتر زرین زردار، آرین اقبال و خانم دکتر فاطمه بنیادی دور هم جمع شدیم تا توی این سفر با روایتی ساده و جذاب از دنیای برنامه‌نویسی و ارتباطات دیجیتال براتون تعریف کنیم.

به گزارش روابط عمومی پارک علم و فناوری، نخستین رویداد کافه علم نهاد سفیران نوآوری پارک علم و فناوری دانشگاه علامه طباطبائی در روز سه شنبه ۱۸ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۶:۳۰ در  محل دانشکده روانشناسی و علوم تربیتی واقع در پردیس مرکزی و در مرکز نوآوری این دانشکده نخستین نشست »کافه علم« به همت نهاد سفیران نوآوری برگزار شد. هدف از این رویداد، ایجاد فضایی صمیمی برای ترویج علم، پیوند آن با زندگی روزمره و معرفی دستاوردهای برجسته علمی بود. موضوع این جلسه »کدهای رپتور« به عنوان یکی از دستاوردهای پروفسور محمدامین شکراللهی، برگزیده جایزه مصطفی )۲۰۱۷(، انتخاب شد؛ فناوری هایی که نقشی کلیدی در انتقال دقیق پیامها و داده ها در شبکه های ارتباطی دارد. بخش نخست: کدگذاری در گذشته در آغاز جلسه، دکتر فاطمه بنیادی به عنوان مروج علم، مروری جذاب بر شیوه های قدیمی کدگذاری داشتند. ایشان با اشاره به سیستم هایی همچون »حروف ابجد« توضیح دادند که چگونه در گذشته برای رمزگذاری و انتقال معنا از نمادها و اعداد استفاده می شده است. برای ملموس تر شدن این موضوع، دکتر بنیادی یک فعالیت تعاملی طراحی کردند. در این بازی، شرکت کنندگان با استفاده از شیوه های سنتی کدگذاری پیام هایی را بازسازی کردند و بدین ترتیب به صورت عملی با مفهوم »کدگذاری در گذشته« آشنا شدند. بخش دوم: کدهای رپتور و نقش آنها در زیست دیجیتال امروز در ادامه، آرین اقبال به عنوان تسهیل گر اصلی برنامه، ارائه ای دقیق و کاربردی درباره تاریخچه کدگذاری و نقش آن در ارتباطات دیجیتال ارائه کردند. ایشان با بهره گیری از پاورپوینت آموزشی روند تکامل کدگذاری را از روشهای ابتدایی تا کدهای مدرن مانند Raptor وRaptorQ شرح دادند. در بخش نخست مفهوم کدگذاری تعریف شد. آقای اقبال توضیح دادند که کدگذاری به معنای بازنمایی اطلاعات در قالبی است که بتوان آن را ذخیره یا منتقل کرد. حتی خط نوشتاری را می توان یک سیستم کدگذاری دانست که صداها و معانی زبانی را به نشانه های قراردادی تبدیل می کند. .1 تفکیک مفاهیم بنیادین • کدگذاری :(Encoding (فرایند بازنمایی اطلاعات به شکلی که برای ذخیره سازی و انتقال کارآمد باشد. مثال: نمایش متن به صورت باینری در رایانه. • فشرده سازی :(Compression (کاهش حجم داده ها با حذف افزونگی، بدون الزام به تغییر ساختار معنایی داده. مثال: فرمت ZIP یا3.MP • رمزنگاری :(Encryption (تغییر شکل داده به صورت غیرقابل خواندن برای افراد غیرمجاز . ایشان تأکید کردند که کدهای رپتور ذیل دستهی »کدهای تصحیح خطا« قرار می گیرند و وظیفه اصلیشان تضمین انتقال صحیح پیام است، نه حفاظت امنیتی و نه کاهش حجم. آقای اقبال سپس به طور مستقل به فشرده سازی پرداختند. فشرده سازی داده، فرایندی است که افزونگی اطلاعات را کاهش می دهد و داده ها را در قالبی کوچکتر ذخیره یا منتقل میکند. مثال هایی چون فایل های تصویری JPEG یا فایل های متنی ZIP بیان شدند. تفاوت فشرده سازی با کدگذاری کانال در این است که هدف آن کاهش حجم است، نه تضمین سالمت انتقال. .2 تاریخچه و ضرورت کدهای تصحیح خطا آقای اقبال با مروری تاریخی نشان دادند که از نیمه قرن بیستم، نظریه اطلاعات کلود شانون زمینه ی پیدایش کدهای تصحیح خطا را فراهم ساخت. هر کانال ارتباطی مستعد خطاست؛ بنابراین باید الگوریتم هایی وجود داشته باشند که امکان بازسازی داده های اصلی را فراهم کنند. Examples of Error-Correcting Codes دو نمونه مهم معرفی شدند: .طراحی شده برای شناسایی و اصالح خطاهای منفرد :Codes Hamming• .(مخابرات ماهوارهای ,DVD ,CD (پرکاربرد در مخابرات و ذخیره سازی دیجیتال :Codes Solomon–Reed• سپس نسل جدیدتری از کدها معرفی شد: کدهای رپتور :(Codes Raptor (به عنوان کارآمدترین نمونه از کدهای فواره ای با ویژگی پیچیدگی خطی، افزونگی اندک و مقاومت باال در شرایط نویزی. RaptorQ : سپس نسخه ی پیشرفته تر یعنی RaptorQ معرفی شد. توضیح داده شد که این کدها امروزه در استانداردهای بینالمللیGPP3 ، H-DVB، 3.0 ATSC به کار میروند و از مهمترین فناوری های روز در مخابرات و انتقال داده به شمار می آیند. ایشان در این بخش تأکید کردند که حضور فناوری هایی چون رپتور، امکان پخش ویدئوهای آنالین، انتقال داده در شبکه های پرخطا و استفاده ی پایدار از پیام رسانها را فراهم کرده است. .3 کدهای رپتور (Codes Raptor (وRaptorQ در ادامه، به مهمترین دستاورد این حوزه یعنی کدهای رپتور پرداخته شد. ویژگیهای اصلی آنها چنین معرفی شد: • پیچیدگی خطی: کدگذاری و بازسازی پیام در زمان خطی انجام می شود. • افزونگی اندک: تنها مقدار کمی داده اضافی برای بازسازی کامل الزام است. • پایداری باال: حتی در کانال های با خطای زیاد عملکرد موفق دارند . ویژگی ها: • سرعت بسیار باال در کدنویسی و بازخوانی.(Time Linear( • نیاز به حداقل بستههای اضافی برای بازسازی پیام )راندمان نزدیک به ۱۰۰٪(. • توانایی عملکرد در شرایط پرخطا و کانال های ضعیف. در پایان، برای عالقه مندان به یادگیری بیشتر، اپلیکیشن Mania Morse معرفی شد. این اپلیکیشن به کاربران امکان تمرین کدگذاری و رمزگذاری مورس را می دهد که برای درک بهتر ایده ی کدگذاری به عنوان فعالیت آموزشی و سرگرمی مفید است. ارائه ی آقای آرین اقبال در این جلسه، تصویری منظم و علمی از جایگاه »کدهای رپتور« در بستر تاریخچه ی نظریه اطلاعات و مهندسی ارتباطات ارائه داد. ایشان با اتکا به چارچوب نظری شفاف، معرفی نمونه های کالسیک و مدرن، و بهره گیری از مثال های آموزشی تعاملی، توانستند موضوعی تخصصی را برای طیف گسترده ای از مخاطبان قابل فهم سازند.