无线摄像头可以利用声波揭示深海秘密
周一,麻省理工学院的科学家们展示了一台迷人的水下相机的原型。该设备不依赖电池供电,而是从穿越海洋的声波中获取能量,用于深海图像的拍摄。它甚至可以在最黑暗的环境中工作。
然后,它有能力通过无线方式将所有的照片数据通过水传回,并在计算机上重建。
这意味着,如果该模型能够扩大规模,它将使人类在实现一个巨大目标的道路上向前迈出几步:绘制地球海洋的每个角落。
虽然我们美丽的星球表面由70%的水组成(提醒一下,这还不包括深度),但研究小组估计,我们只观察到了不到5%的海洋。他们说,其中一个原因是,由于缺乏知识,由于电池限制,很难建造可行的水下相机。
简单地说,一个可行的海洋成像仪在没有电力耗尽的情况下,不能离船太远。制作一个超级耐用的电池也很昂贵,而且每次必须取回和充电手头的相机时,都必须重新启动探险队,这样也不省时。因此,新提出的声波激励相机有潜力成为深海探险家的游戏规则改变者。
根据发表在《自然通讯》杂志上的这项发明的概要,该设备可以连续运行数周,然后才能被人捡起,这样它就可以一次冒险到很远的海域。该团队还表示,它的能效比其他海底相机高出约10万倍。
麻省理工学院电气工程与计算机科学系副教授Fadel Adib在一份声明中表示:“就我个人而言,这款相机最令人兴奋的应用之一是在气候监测方面。”。“我们正在建立气候模型,但我们缺少95%以上海洋的数据。这项技术可以帮助我们建立更准确的气候模型,更好地了解气候变化如何影响水下世界。”
例如,这种相机可以轻松捕捉海洋污染的图像,监测商业鱼类繁殖地水产养殖场养殖的鱼类的健康状况,甚至可以指示海洋栖息地是如何演变的。目前,由于人类引起的气候变化,海洋变暖速度过快,水下动物被赶出家园,被迫迁移,有时甚至会因适应速度快得超过身体承受能力而感到紧张。
作为原则的证明,研究人员测试了他们的机制,以创建漂浮在新罕布什尔州池塘中的塑料瓶的彩色图像。他们还拍摄了一张非洲海星的照片,分辨率如此之高,以至于你可以看到它手臂上的小结节。总的来说,这似乎是解决水下电池难题的坚实途径。
但也许比团队相机的长期影响更令人兴奋的是它的工作方式绝对非凡。
将声波转换为视图
研究小组解释说,基本上,这种声波驱动的相机利用了海底已经存在的噪音。过往的船只、海洋生物、潮汐和其他类似事物会发出声音。但声音到底是什么?
声音不是某种无形的力量。相反,它是波在介质中传播并以超(超)分钟尺度振动介质的产物。介质可以是空气、水——任何有原子的东西,真的。例如,当空气振动击中我们的耳膜时,我们的大脑将信号转换为我们认为的声音。这也是为什么当我们在水下时,东西听起来会扭曲。没有什么是真正“扭曲”的。声波只是以不同的方式振动水分子。
好的,对于团队的新相机来说,这种机制最重要的一点就是这些振动。