Uzorci polarizacije svjetlosti kao podvodni GPS
- Objavljeno u Znanost
GPS funkcionira tako da izračunava položaj korisnika u odnosu na četiri ili više satelita, od kojih svi kruže oko Zemlje na poznatim lokacijama. Međutim, sustav radi samo ako može primati radio signale s tih satelita, a ti signali ne putuju dobro kroz vodu. Kao rezultat toga, tehnologiju ne mogu koristiti pod vodom ronioci, podmornice, ROV-ovi ili bilo što drugo.
Tim sa Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign predvođen profesorima Viktorom Gruevom i Davidom Forsythom započeo je snimanjem približno 10 milijuna fotografija podvodnom kamerom koja je bila opremljena posebnim objektivom. Ta je leća otkrila podvodne polarizacijske uzorke na četiri lokacije, u slatkovodnom jezeru u Illinoisu, obalnim vodama u Florida Keysu, zaljevu u gradu Tampa na Floridi i jezeru u Sjevernoj Makedoniji.
Fotografije su snimljene u uvjetima vode u rasponu od bistre do mutne, na različitim dubinama na različite datume i različita vremena i svaka fotografija je označena tim podacima. Istraživači su formirali bazu podataka koja je korištena za treniranje neuronske mreže, koja je naučila kako obrasci polarizacije variraju na predvidljiv način u skladu s gornjim čimbenicima.
Ta je mreža naknadno mogla odrediti geografsku lokaciju na kojoj je kamerom snimljena podvodna fotografija, na temelju datuma, vremena i uzorka polarizacije. Sustav je trenutno precizan u rasponu od 40 do 50 km, iako bi se ta brojka trebala značajno poboljšati kako se tehnologija dalje razvija. Ograničen je za korištenje na maksimalnoj dubini od oko 300 m, budući da sunčeva svjetlost ne prodire mnogo dalje.
"Prvi put pokazujemo da možete geolocirati sebe ili kameru u brojnim različitim uvjetima, bilo u otvorenim oceanskim vodama, čistim vodama ili vodama niske vidljivosti, danju, noću ili na dubini", rekao je Gruev. "Jednom kad steknete osjećaj gdje se nalazite, tada možete početi istraživati i koristiti te informacije da biste bolje razumjeli podvodni svijet ili čak kako se životinje kreću."
Rad o istraživanju objavljen u časopisu eLight možete pronaći na ovoj poveznici.