طراحی دوربین دریایی که به باتری نیاز ندارد

به گزارش رکنا، مهندسان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به ساخت یک دوربین برای تصویربرداری از زیر آب شده‌اند که به باتری نیازی ندارد و تنها با امواج صوتی کار می‌کند.

در حالی که دوربین‌های واقع در بستر دریا برای کار‌هایی مانند نظارت بر حیات دریایی عالی هستند، تامین انرژی آن‌ها و بازیابی عکس‌های آن‌ها می‌تواند چالش برانگیز باشد. اینجاست که یک دوربین جدید طراحی شده توسط محققان MIT وارد می‌شود، دوربینی که به باتری نیاز ندارد و علاوه بر این، عکس‌های خود را به صورت بی‌سیم به بیرون آب ارسال می‌کند.

این دوربین به جای باتری یا برق مستقیم، مجموعه‌ای از مبدل‌ها (Transducer) را در اطراف پوسته بیرونی خود جای داده است تا هنگامی که امواج صوتی از منابعی مانند حیوانات یا کشتی‌ها به یکی از این مبدل‌ها می‌رسد، فشار اعمال شده توسط آن امواج، موجب ارتعاش مواد ویژه درون مبدل شوند. از آنجایی که این مواد پیزوالکتریک هستند، در پاسخ به عمل ارتعاشی، جریان الکتریکی تولید می‌کنند و هنگامی که انرژی کافی به این روش تولید شود، در یک ابرخازن ذخیره و سپس برای عکس‌برداری استفاده می‌شود.

همچنین به منظور پایین نگه داشتن انرژی مورد نیاز برای این کار تا حد امکان، از حسگر‌های تصویربرداری بسیار کم‌مصرف استفاده می‌شود. با این حال، متأسفانه این حسگر‌ها فقط تصاویر سیاه و سفید و خاکستری ثبت می‌کنند.

محققان برای دور زدن این محدودیت، چاره‌ای اندیشیده‌اند تا هر عکس در واقع از سه نور مجزا تشکیل شود. یکی با استفاده از ال‌ای‌دی‌های قرمز برای روشنایی، یکی با استفاده از ال‌ای‌دی‌های سبز و دیگری با استفاده از آبی گرفته شده است. اگرچه هر کدام از این‌ها سیاه و سفید به نظر می‌رسند اما نشان می‌دهد که سوژه، نور را در طول موج قرمز، سبز یا آبی چگونه منعکس می‌کند. در نتیجه، هنگامی که هر سه تصویر متعاقباً تجزیه و تحلیل و ترکیب شوند، می‌توانند یک عکس رنگی ترکیبی تشکیل دهند.

در نهایت به منظور دریافت بی‌سیم یک عکس دیجیتال که با کد دودویی به شکل ۰ و ۱ رمزنگاری شده است، یک فرستنده/گیرنده سطحی، سیگنال‌های موج صوتی را از طریق آب به دوربین منتقل می‌کند و یک ماژول در دوربین با بازتاب سیگنال به فرستنده/گیرنده (نشان دهنده ۱) یا با جذب سیگنال (نشان دهنده ۰) پاسخ می‌دهد. بنابراین، با پیگیری اینکه کدام سیگنال‌ها به فرستنده بازتاب می‌شوند و کدام یک نمی‌شوند، این امکان وجود دارد که یک کامپیوتر در سطح آب این الگوی ۰ و ۱ را ثبت کند که در نهایت نشان دهنده عکسی خواهد بود که توسط دوربین گرفته شده است.

در حال حاضر این فناوری دارای حداکثر برد زیر آب ۴۰ متری است و با موفقیت برای کار‌هایی مانند ثبت رشد یک گیاه زیر آب در طول یک هفته آزمایش شده است.

تیم تحقیقاتی اکنون امیدوار است که بُرد و حافظه این دوربین را تا حدی تقویت کند که بتواند در نهایت تصاویر را در لحظه منتشر کند و حتی فیلم ضبط کند.

این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.