VIDEO: Senzor bez baterija za podvodna istraživanja

  • Objavljeno u Znanost
image

Kako bi se istražila silna prostranstva neistraženih oceana koji prekrivaju veći dio našeg planeta znanstvenici žele stvoriti podvodnu mrežu povezanih senzora koji šalju podatke na površinu, svojevrsni podvodni internet stvari.

No jedan od najvećih problema za funkcioniranje takvog sustava je osigurati konstantnu energiju koja će napajati senzore tijekom dugih razdoblja istraživanja.

Znanstvenici MIT-a vjeruju da su pronašli rješenje u podvodnom komunikacijskom sustavu bez baterija koji koristi gotovo nula energije za slanje senzorskih podataka, pa bi se stoga mogao koristiti za praćenje temperatura mora, proučavanje klimatskih primjena i praćenje podvodnog života tijekom dugih razdoblja.

Sustav se temelji na dva fenomena, piezoelektričnom učinku koji se pojavljuje kada vibracije u određenim materijalima stvaraju električnu energiju te povratnom radarskom signalu, komunikacijskoj tehnologiji koja se koristi u RFID tagovima, predajom podataka moduliranjem bežičnih signala s taga i nazad ka čitaču.

MIT-ev sustav šalje akustične valove kroz vodu kroz piezoeloektični senzor koji pohranjuje podatke. Kada val pogodi senzor materijal vibrira i pohranjuje električni naboj. Potom senzor koristi pohranjenu energiju za reflektiranje vala nazad ka predajniku, ili ga uopće ne reflektira, čime se stvara neka vrsta bitova. Reflektirani val prijamnik dekodira kao jedinicu, a nereflektirani kao nulu.  

"Kada jednom imate način za emitiranje jedinica i nula, možete slati sve vrste podataka", izjavio je Fadel Adib, profesor asistent u MIT Media Labu. "U osnovi možemo komunicirati s podvodnim senzorima koji rade na pogon dolazećih zvučnih signala koje prikupljamo".

Znanstvenici su sustav demonstrirali u bazenu, koristeći ga za prikupljanje podataka o temperaturi i pritisku, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Testni sustav je u stanju slati podatke brzinom od 3 kilobajta u sekundi s dva senzora istovremeno i to na udaljenost od 10 m između senzora i prijamnika.

Adib kaže da bi se ovo moglo koristiti i na drugim mjestima osim Zemlje, pa bi se moglo iskoristiti i za prikupljanje podataka s nedavno otkrivenog površinskog oceana na Jupiterovom  mjesecu Titanu, a obzirom da ovaj istraživački projekt djelomično financira istraživački odjel američke mornarice, jasno je da bi moglo imati i vojnu primjenu.

U daljem radu znanstvenici će nastojati demonstrirati da sustav može raditi na većim udaljenostima i komunicirati s više senzora istovremeno, a planiraju isprobati i mogućnost slanja zvuka i slika slabije rezolucije.