Инженеры MIT создали беспроводную подводную камеру без батареи для исследования океана

Исследователи Массачусетского Института Технологий (англ. Massachusetts Institute of Technology (MIT)) разработали безбатарейную беспроводную подводную камеру. Она будет работать на звуковых волнах, а в спектр функционала устройства входит фиксирование высококачественных цветных изображений, в частности, в темноте. Аппарат передает полученную информацию на приемник, который реконструирует цветное изображение, сообщил ScienceDaily 26 сентября 2022 года.

Известно, что огромная часть океанов, а именно более 95%, остаются неисследованными. Ранние способы изучения океанских глубин считаются затратными, поскольку камеры нуждались в обеспечении длительного питания, привязки к судну, регулярное возвращение аппарата для перезарядки. Поэтому и возникла идея сборки безбатарейной беспроводной подводной камеры, и результаты демонстрируют многократную энергоэффективность и широкие возможности.

Так называемая автономная камера преобразует механическую энергию звуковых волн, проходящих через воду, в электрическую энергию, питающую оборудование для обработки изображений и связи. По завершении процедуры захвата и кодирования, камера вновь использует звуковые волны для передачи данных на приемник. Учитывая, что источник питания камере не нужен, она может неделями исследовать океанские глубины, погружаясь значительно дальше привычного.

Безбатарейное устройство полезно не только для исследования океанов на предмет новых видов флоры и фауны, но и для наблюдения за водными загрязнениями и здоровьем рыбы на этом фоне. Также необязательно использовать устройство только в океанах, но и обычных (или лабораторных) аквариумах, чтобы фиксировать поведение и развитие живности.

Как камера работает без батареи

Чтобы создать автономное устройство, его потребовалось оснастить механизмом сбора энергии. Этого удалось добиться благодаря преобразователям из пьезоэлектрических элементов. Они производят электрический сигнал, когда звуковая волна попадает на преобразователи. Звуковые волны исходят от проходящего неподалеку корабля или морских обитателей. Камера хранит собранную энергию до тех пор, пока ее не накопится достаточно для питания электроники, которая делает фотографии и передает данные.

Отправка данных со звуком

Когда данные изображения получены, они кодируются (1 и 0) и отправляются приемнику, который передает звуковые волны через воду на камеру, отражающую эти волны. Рядом с передатчиком располагается гидрофон, определяющий, отражается ли сигнал от камеры (да – бит 1, нет – бит 0). Система использует двоичную информацию для реконструкции и последующей обработки изображения.

Планируется расширить диапазон камеры, хотя на данный момент данные передаются на расстоянии 40 метров от приемника. Исследование частично поддерживается Управлением военно-морских исследований, Sloan Research Fellowship, Национальным научным фондом, Медиа-лабораторией Массачусетского технологического института и Кафедрой Доэрти по использованию океана.