મસાહિરો હારાનો જાદુ : ગો ગેમથી QR કોડ સુધી

- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી

૧૯ ૯૨નાં નવેમ્બરની શાંત સવારે, જાપાનની ઓટોમોબાઇલ ફેક્ટરીના એક ખૂણામાં, મસાહિરો હારા નામનો એન્જિનિયર એક વિચિત્ર સમસ્યાનો સામનો કરી રહ્યો હતો. જો કે આ સમસ્યા તેના પોતાની એકલાની ન હતી. વિશ્વભરના ઉદ્યોગો અને અન્ય ઉત્પાદકો પણ આ સમસ્યાથી પીડાતા હતા. ઉત્પાદન વિશે માહિતી અને વિગતો આપતો બારકોડ હવે ડેટા સમાવવા માટે પૂરતો ન હતો. બજાર ઉત્પાદનોને ટ્રેક કરવા માટે વપરાતી કાળી-સફેદ પટ્ટીઓ, તેની ડેટા સ્ટોર કરવાની મર્યાદાની સીમા સુધી પહોંચી ગઈ હતી. આ બારકોડ માત્ર થોડા અક્ષરો અને આંકડાઓનો ડેટા સંગ્રહ કરી શકતા. તેના કારણે ઉત્પાદન વિશે માહિતી આપવા માટે, એક જ પ્રોડક્ટ ઉપર એક કરતાં વધારે બારકોડ સ્ટીકર લગાવવા પડતા હતા. જેના કારણે કામદારોની ઝડપ ઘટી જતી હતી. કામદારોએ એક કરતાં વધારે બારકોડ સ્કેન કરવા પડતા હતા. જાપાન માટે ઝડપ અને ચોકસાઈ એ બે ચીજ અતિ મહત્વ ધરાવે છે. બારકોડની મર્યાદાને કેવી રીતે દૂર કરવી? હવે આ સમસ્યા જાપાનની નહીં પરંતુ, મસાહિરો હારાનાં માથે લટકતી તલવાર જેવી હતી. આખરે આ સમસ્યાનો ઉકેલ કેવી રીતે આવ્યો?

બારકોડની સમસ્યા

૧૯૪૮માં, બર્નાર્ડ સિલ્વર, જે ડ્રેકસેલ ઇન્સ્ટિટયૂટ ઑફ ટેક્નોલોજીમાં સ્નાતક વિદ્યાર્થી હતા. તેમણે એકવાર સુપરમાર્કેટના માલિકની સમસ્યા સાંભળી. તેઓ ચેકઆઉટ પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા માંગતા હતો. જેમાં કોઇ સ્વયં સંચાલિત સિસ્ટમ દ્વારા ઉત્પાદનોની ઓળખ થાય તેવું ઇચ્છતા હતા. આ વિચારથી પ્રેરાઈને, સિલ્વરે આ સમસ્યાનો ઉકેલ લાવવા માટેની દિશામાં કામ કરવાનું શરૂ કર્યું. આ કાર્યમાં તેમણે તેમના મિત્ર નોર્મન વૂડલેન્ડને મદદરૂપ થવા કહ્યું. નોર્મન વૂડલેન્ડ પણ ડ્રેક્સેલમાં સ્નાતક વિદ્યાર્થી હતા. વૂડલેન્ડ મોર્સ કોડનું જ્ઞાન ધરાવતા હતા. તેમણે બર્નાર્ડ  સિલ્વરને એક નવીન વિચાર આપ્યો. મોર્સ કોડની જેમ રેખાઓ અને અંતરનો ઉપયોગ કરીને ડેટા એન્કોડ કરવો. જેના નિદર્શન માટે તેણે રેતીમાં રેખાઓ દોરીને પ્રારંભિક બારકોડની ડિઝાઇન બનાવી આપી. આમ બારકોડનો જન્મ થયો. ૧૯૪૯માં વૂડલેન્ડ અને સિલ્વરે તેમની શોધ માટે પેટન્ટ મેળવી હતી. જોકે, તે સમયે ટેક્નોલોજીની મર્યાદાઓને કારણે આ સિસ્ટમનો વ્યાપક ઉપયોગ શક્ય ન હતો. છેવટે ઉભી લાઈનો દ્વારા બારકોડ તૈયાર થયો.

૧૯૭૪માં ઓહિયોના એક સુપરમાર્કેટમાં રિગ્લેના ચ્યુઇંગ ગમનું પેકેટ સ્કેન કરીને, બારકોડનો પ્રથમ વ્યાવસાયિક ઉપયોગ થયો, ત્યારથી  બારકોડ ફેક્ટરી ઉત્પાદનથી લઈને રિટેલ માર્કેટની દુનિયાનો આધારસ્તંભ બની ગયા હતા. પરંતુ મુખ્ય સમસ્યા તેમની ડેટા ક્ષમતા હતી. UPC-A પ્રકારનો બારકોડ ૧૨ અંકો (ન્યૂમેરિક) સુધી સંગ્રહ કરી શકે છે. જે લગભગ ૧૨ બાઇટ્સ (દરેક અંકને ૧ બાઇટ ગણીએ તો) થાય છે. અન્ય 1D  (જેમ કે Code 128) પ્રકારના બારકોડ ૨૦થી ૨૫ અક્ષરો (ન્યૂમેરિક અથવા આલ્ફાન્યૂમેરિક) સુધી સંગ્રહ કરી શકે છે. જે લગભગ ૨૦-૨૫ બાઇટ્સથાય. 1D બારકોડ માત્ર સરળ ડેટા (જેમ કે ઉત્પાદનનું કોડ અથવા ઓળખ નંબર) સંગ્રહ કરે છે. તેમાં ખાસ અક્ષરો અથવા જટિલ ડેટા (જેમ કે URL અથવા ટેક્સ્ટ) સંગ્રહવાની ક્ષમતા નથી. બે દાયકા બાદ બારકોડને ડેટા સ્ટોરેજ ક્ષમતા, જાપાન અને ખાસ કરીને મસાહિરો હારા માટે મોટી સમસ્યા બની ગઈ હતી? આખરે શું થયું?

QR કોડનો જન્મ 

 હારાની નવીન દ્રષ્ટિ અને 'ગો' રમતની પ્રેરણાએ, 'QR કોડ'ના જન્મનો પાયો નાખ્યો. માત્ર બારકોડનો સામાન્ય સુધારો ન હતો. પરંતુ એક ક્રાંતિકારી શોધ હતી. 'QR કોડ' 'ક્વિક રિસ્પોન્સ'નું સંક્ષિપ્ત રૂપ છે. 'QR કોડ'નો વિકાસ એક જટિલ અને પડકારજનક પ્રક્રિયા હતી. સૌથી મોટો અવરોધ હતો, સ્કેનર્સને કોડને ઝડપથી અને સચોટ રીતે શોધવાની ક્ષમતા આપવાનો. બારકોડ સરળ હતા. જેમાં માહિતી એક રેખીય પેટર્નમાં એન્કોડ થતી હતી. જેને સ્કેનર્સ સરળતાથી અનુસરી શકતા. પરંતુ બે-પરિમાણીય કોડ જટિલ હતા. બારકોડની સરખામણીમાં QR કોડ વધારે ગીચ અને ઉકેલવા માટે જટિલ પણ હતા. કોઈપણ પ્રકારની માહિતી ઉકેલવા માટે, ક્યુ આર કોડનું સ્થાન અને દિશા ઓળખવાની જરૂર હતી. આ પડકારનો ઉકેલ લાવવા, હારાની ટીમે એક અદભુત લક્ષણ, QR કોડની ડિઝાઇનમાં ઉમેર્યું. જેને 'પોઝિશન ડિટેક્શન પેટર્ન' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જે 'QR કોડ'ના ત્રણ ખૂણાઓ પર માર્ક કરવામાં આવે છે. આ ત્રણ મોટા ચોરસ છે. જ્યારે ચોથો ખૂણો ખાલી રાખવામાં આવે છે. જેના કારણે  ઊંધો ન્ આકાર રચાય છે. 'પોઝિશન ડિટેક્શન પેટર્નનાં સ્કેનર, સ્ટોર કરેલ ડેટાની સીમારેખા અને તેની દિશા આસાનીથી જાણી લે છે. મહત્વની વાત એ છેકે 'સ્કેન કરવા માટેનું ઉપકરણ કે કેમેરા, કોઈપણ દિશામાં લગાવેલા હોય તો પણ, તેઓ QR કોડને આસાનીથી ઓળખીને કોઈપણ ખૂણેથી ઝડપથી વાંચી શકે છે. હારાએ 'QR કોડ'ની ડિઝાઇનમાં 'રીડ-સોલોમન અલ્ગોરિધમ્સ'નો ઉપયોગ કરીને, એરર કરેક્શન નામનું આધુનિક લક્ષણ પણ કોડમાં સામેલ કર્યું. જેના કારણે 'QR કોડ'ને ૩૦% સુધી નુકસાન થયું હોય અથવા ૩૦% જેટલું પ્રિન્ટિંગ અસ્પષ્ટ હોય તો પણ, તેનો ડેટા સ્કેનર વાંચી શકે છે.  'QR કોડ' ૭,૦૮૯ અક્ષરો સંગ્રહવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. બારકોડની નજીવી ૨૦ અક્ષરોની ક્ષમતાની સરખામણીમાં,૭,૦૮૯ અક્ષરો બેજોડ ગણાય. આ માળખું  જાપાની કાંજી, કાના અને બાઈનરી માહિતી પણ એન્કોડ કરી શકે. જે તેને અત્યંત વૈવિધ્યસભર ઉપયોગો માટે આસાન બનાવે છે. 

બે-પરિમાણમાં એન્કોડિંગ  

'ડેન્સો વેવ', જે 'ટોયોટા ગૂ્રપ'ની પેટાકંપની હતી, તેમણે મસાહિરો હારાને જટિલ સમસ્યાનો ઉકેલ શોધવાની જવાબદારી સોંપી હતી. ઓટોમોટિવ ક્ષેત્રમાં 'ડેન્સો' મુખ્ય ભૂમિકા ભજવતી હતી. જેને વૈવિધ્યસભર ઉત્પાદનોને વિગતવાર ટ્રેકિંગ કરવાની જરૂરિયાત ઊભી થઈ હતી. કાર ઉત્પાદન કરતી ફેક્ટરીઓએ વિવિધ પ્રકારના ભાગોનું સંચાલન કરવું પડતું.  કામદારો દરરોજ હજારો બારકોડ સ્કેન કરતા. જેમાં ઘણો બધો સમય જતો હતો. અનેકવાર ભૂલો પણ થતી હતી. જેના કારણે કાર ઉત્પાદનની એસેમ્બલી લાઇનની કામગીરી ધીમી પડતી હતી. છેવટે બારકોડમાં ડેટા સ્ટોર કરવાની મર્યાદાના ઉકેલ લાવવાની જવાબદારી મસાહિરો હારાને સોંપવામાં આવી. તેમનું લક્ષ્ય હતું, એક એવો કોમ્પેક્ટ કોડ વિકસાવવો. જે બારકોડ કરતાં સેંકડો ગણો વધુ માહિતી સંગ્રહી શકે. જેને ઝડપથી વાંચી શકાય. ઉત્પાદન વાતાવરણની કઠોર પરિસ્થિતિઓ, જેમ કે ગંદકી કે નુકસાનનો સામનો કરી શકે. આ સમયે અન્ય કંપનીઓ પણ બે-પરિમાણીય કોડ્સ વિકસાવવા ઉપર કામ કરી રહી હતી. પરંતુ તેમનું ધ્યાન માત્ર ડેટા ક્ષમતા વધારવા પર હતું. જ્યારે હારા ડેટા ક્ષમતા, ઉપયોગિતા અને ઝડપને વધારવા માટેની દિશામાં પણ આગળ વધ્યા હતા. તેમની ઇચ્છા હતી કે 'તેમનો ઉકેલ વાસ્તવિક દુનિયાની દરેક એપ્લિકેશન્સ માટે વ્યવહારુ અને અસરકારક પણ હોય' એક દિવસ બપોરે હારા 'ગો' નામની પ્રાચીન જાપાની બોર્ડ ગેમ રમી રહ્યા હતા. ગો ગેમ કાળા-સફેદ પથ્થરોની સરળ ગોઠવણ, છતાં જટિલ પેટર્ન માટે જાણીતી છે. બોર્ડની ગોઠવણીનું નિરીક્ષણ કરતાં, તેમણે જોયું કે પથ્થરોની વ્યવસ્થા જટિલ હોવા છતાં સ્પષ્ટ અને વાંચી શકાય તેવી પેટર્ન બનાવે છે. આ અવલોકને મસાહિરો હારાનાં દિમાગમાં નવો આઈડિયા મુક્યો. તેમના મનમાં એક પ્રશ્ન જગાડયો : જો માહિતીને 'ગો' બોર્ડની જેમ બે-પરિમાણમાં એન્કોડ કરવામાં આવે તો? આવો બે-પરિમાણીય કોડ બારકોડની તુલનામાં ઘણો વધુ ડેટા સંગ્રહ કરી શકે. તેને કોઈપણ ખૂણેથી વાંચી શકાય. આમ બારકોડની મુખ્ય સમસ્યા અને સમસ્યાના ઉકેલની શરૂઆત એક નવા વિચાર સાથે થઈ. 

સાદગીમાંથી ક્રાંતિ

 બારકોડની સમસ્યાનો ઉકેલ તો આવી ગયો. પરંતુ ઉત્પાદકો નવી શોધ QR કોડને ઉપયોગમાં લેવા માટે, અને બારકોડને પડતો મુકવા માટે ખાસ ઉત્સાહી ન હતા. તેમણે 'QR કોડ'ની પેટન્ટ નોંધાવીને, કોપી રાઈટ અધિકારો લાગુ ન કર્યો. આજે લાઇસન્સ ફી આપ્યા વિના સામાન્ય માનવીથી માંડીને વ્યાપારી જગત તેનો સરળતાથી ઉપયોગ કરી શકે છે. QR કોડના ઉપયોગનો વાસ્તવિક ટર્નિંગ પોઇન્ટ સ્માર્ટ ફોન્સના ઉદય સાથે આવ્યો. COVID-19' રોગચાળામાં ભારતે 'યુનિફાઇડ પેમેન્ટ્સ ઇન્ટરફેસ (UPI)' દ્વારા 'QR કોડ' આધારિત ચુકવણીઓ કરવા માટે લોકોને પ્રોત્સાહિત કર્યા હતાં. 'COVID-19' સમય ગાળામાં ૧૯.૭૮ બિલિયન વ્યવહારો સાથે  રૃા. ૨૪.૭૭ ટ્રિલિયનની કિંમતનાં આર્થિક વ્યવહારો કરવાનું શક્ય બન્યું. ત્યારબાદ 'ચીન'માં, 'અલીપે' જેવા પ્લેટફોર્મ્સે દૈનિક ૨ બિલિયનથી વધુ ચુકવણીઓ માટે 'QR કોડ'નો ઉપયોગ શરૂ કરી દીધો. 'યુરોપિયન યુનિયન'એ 'ડિજિટલ ર્ભંફૈંઘ સર્ટિફિકેટ' માટે 'QR કોડ' અપનાવ્યા. અનોખી શોધ કરનાર મસાહિરો હારા કોણ છે? 

મસાહિરો હારાએ 'હોસેઈ યુનિવર્સિટી'માંથી ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઇજનેરીમાં ડિગ્રી મેળવીને  'ડેન્સો'માં જોડાયા હતા. તેમની શરૂઆતની કારકિર્દી દરમિયાન, તેમણે બારકોડ સ્કેનર્સ અને 'ઓપ્ટિકલ કેરેક્ટર રેકગ્નિશન (ર્ંભઇ)'ઉપકરણો વિકસાવવા પર કામ કર્યું હતું. જે દરમિયાન તેમને બારકોડની મર્યાદાઓ પણ સમજાઈ હતી. તેમને અંદાજ આવી ગયો હતો કે 'બારકોડમાં સુધારો કરવાની જગ્યાએ નવી પદ્ધતિ વિકસાવી પડશે. QR કોડ' શોધે તેમને વિશ્વભરમાં વ્યાપક પ્રશંસા અપાવી છે. તેઓ 'યુરોપિયન ઇન્વેન્ટર એવોર્ડ'ના પ્રથમ જાપાની પ્રાપ્તકર્તા બન્યા હતા. આધુનિક નવીન શોધ માટે, મસાહિરો હારાએ 'નેશનલ કોમેન્ડેશન ફોર ઇન્વેન્શન', 'યુ.એસ. R&D 100 એવોર્ડ્સ' અને 'ગુડ ડિઝાઇન એવોર્ડ' જેવા અન્ય પ્રતિષ્ઠિત એવોર્ડ્સ પણ મેળવ્યા છે. 'QR કોડ'ની ૩૦મી વર્ષગાંઠ નિમિત્તે, હારાને 'ફ્રાન્સ'ના 'બિયારિત્ઝ'માં  આમંત્રણ આપવામાં આવ્યું હતું. જ્યાં તેમણે 'QR કોડ'ની રચના અને તેના ઉત્ંક્રાંતિની રસપ્રદ સ્ટોરી શેર કરી હતી.