Ses Dalgalarıyla Güçlenen Kablosuz Kamera Derin Deniz Sırlarını Ortaya Çıkarabilir


Pazartesi günü Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden bilim adamları, büyüleyici bir su altı kamerasının prototipini sundular. Pil gücüne güvenmek yerine, bu cihaz, derin deniz görüntü kaçışları için okyanusta seyahat eden ses dalgalarından enerji alır. En karanlık ortamlarda bile çalışır.

Ardından, tüm bu fotoğraf verilerinin iyiliğini kablosuz olarak iletme yeteneğine sahiptir. geri bir bilgisayarda yeniden oluşturulacak su aracılığıyla.

Bunun anlamı, eğer model büyütülebilirse, insanlığı büyük bir hedefe ulaşma yolculuğunda birkaç adım ileriye taşıyabilir: Dünya okyanuslarının her köşesini haritalamak.

Güzel gezegenimizin yüzeyi %70’lik bir sudan oluşsa da (hatırlatma, bu derinliği hesaba katmaz), araştırma ekibi şimdiye kadar denizin yalnızca %5’inden azını gözlemlediğimizi tahmin ediyor. Ve diyorlar ki, bu tür bilgi eksikliğinin geçerli bir nedeni, pil kısıtlamaları nedeniyle su altı kameralarının inşa edilmesinin gerçekten zor olmasıdır.

Basitçe, denizde çalışabilir bir görüntüleyici, gücü bitmeden bir gemiden çok uzağa gidemez. Ayrıca süper uzun ömürlü bir pil yapmak pahalıdır ve eldeki kameranın her alınması ve yeniden şarj edilmesi gerektiğinde bir keşif gezisine yeniden başlamak zorunda kalmak zaman açısından verimli değildir. Bu nedenle, yeni önerilen ses dalgası enerjili kamera, derin deniz kaşifleri için bir oyun değiştirici olma potansiyeline sahiptir.

Buluşun ana hatlarına göre, Nature Communications dergisinde yayınlanan, cihaz, birisi onu almak zorunda kalmadan önce haftalarca çalışabilir ve tek seferde denizin çok ötesine geçmesine izin verebilir. Ekip ayrıca, diğer denizaltı kameralarından yaklaşık 100.000 kat daha fazla enerji verimli olduğunu söyledi.

MIT Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü’nde doçent olan Fadel Adib, “Kişisel olarak benim için bu kameranın en heyecan verici uygulamalarından biri iklim izleme bağlamında.” bir açıklamada söyledi. “İklim modelleri oluşturuyoruz, ancak okyanusun yüzde 95’inden fazlasının verilerini kaçırıyoruz. Bu teknoloji, daha doğru iklim modelleri oluşturmamıza ve iklim değişikliğinin sualtı dünyasını nasıl etkilediğini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.”

Örneğin, bu kamera okyanus kirliliğinin görüntülerini kolayca yakalayabilir, su ürünleri çiftliklerinde yetiştirilen balıkların sağlığını izleyebilir — ticari balık yetiştiriciliğinin gerçekleştiği yer — ve belki de deniz yoluyla taşınan habitatların nasıl evrimleştiğini bile gösterebilir. Şu anda, insan kaynaklı iklim değişikliği nedeniyle okyanuslar çok hızlı ısınıyor ve su altı hayvanları evlerinden atılıyor, taşınmaya zorlanıyor ve bazen vücutlarının kaldırabileceğinden çok daha hızlı adapte olmaya zorlanıyor.

Prensip kanıtı olarak, araştırma ekibi, New Hampshire göletinde yüzen plastik şişelerin renkli görüntülerini oluşturmak için mekanizmalarını test etti. Ayrıca bir Afrika denizyıldızının resimlerini o kadar yüksek çözünürlükte yakaladılar ki, kollarındaki minik yumruları görebiliyorsunuz. Genel olarak, su altı batarya bilmecesine sağlam bir çözüm yolu gibi görünüyor.

Ancak, belki de ekibin kamerasının uzun vadeli etkilerinden daha heyecan verici, kesinlikle dikkat çekici çalışma şeklidir.

Ses dalgalarını görünümlere dönüştürmek

Temel olarak, ekip açıkladı, bu ses dalgasıyla çalışan kamera, denizin altında zaten mevcut olan gürültüden yararlanıyor. Geçen gemiler, deniz yaşamı, genel gelgitler ve benzeri şeyler ses yaratır. Ama ses tam olarak nedir?

Ses maddi olmayan bir güç değildir bir çeşit. Daha ziyade, bir ortamda seyahat eden dalgaların ürünüdür, bu nedenle o ortamı süper (süper) bir dakika ölçeğinde titreştirir. Ortam hava, su olabilir — atomlu herhangi bir şey, gerçekten. Örneğin, hava titreşimleri kulak zarlarımıza çarptığında, beynimiz sinyali ses olarak düşündüğümüz şeye çevirir. Bu yüzden su altındayken bize çarpık sesler geliyor. Hiçbir şey kendi başına gerçekten “çarpık” değildir. Ses dalgaları sadece su moleküllerini farklı şekilde titreştirir.

Tamam, ekibin yeni kamerası için bu mekanizmayla ilgili önemli olan kısım bu titreşimler.

Küçük cihaz, suda titreşen ses dalgaları tarafından her vurulduğunda bir elektrik sinyali üreten özel bir malzeme ile kaplanmıştır. Bu titreşimler, özünde onu da titreştirir. Ardından, titreşimler mekanik enerjiden elektrik enerjisine dönüştürülür ve işte karşınızda — sürekli çalışan bir su altı kamerası.

Ayrıca, donanımı hafif tutmak için – böylece kamera gücünü tüketmez – ekip, yalnızca gri tonlamalı görüntüleri yakalayabilen, kullanıma hazır görüntüleme sensörleri ve ucuz flaş aletleri kullandı. Oradan, tam renkli bir görüntü elde etmek için eski moda bir yol kullandılar.

“Biz çocukken resim dersinde bize tüm renkleri üç temel rengi kullanarak yapabileceğimiz öğretildi. Bilgisayarlarımızda gördüğümüz renkli görüntüler için aynı kurallar geçerlidir. Sadece kırmızı, yeşil ve maviye ihtiyacımız var — bu üç kanal – – renkli görüntüler oluşturmak için,” MIT araştırmacısı ve çalışmanın ortak yazarı Waleed Akbar yaptığı açıklamada.

İlk olarak, kamera görüntüyü özel olarak uyarlanmış bir kırmızı LED ışık filtresiyle, ardından tekrar mavi bir filtreyle ve tekrar yeşil bir filtreyle yakalar. Bir araya getirin, tam resmi elde edersiniz. Son olarak, tüm görüntü verileri bilgisayar dilinde kodlanmıştır, yani birler ve sıfırlar ve işte işin püf noktası.

Ses dalgaları olarak bir alıcıya geri gönderilir.

Kamera alıcısı temel olarak kendi ses dalgalarını kameraya iletir, ardından kamera dalgaları geri yansıtabilir veya tamamen emebilir. Toplamda bu, alıcıya görüntü verilerinin gerçekte ne olduğunu söylemek için bir tür ikili kod oluşturur.

MIT araştırmacısı Sayed Saad Afzal yaptığı açıklamada, “Bütün bu süreç, cihazı yansıtıcı olmayan bir durumdan yansıtıcı bir duruma dönüştürmek için yalnızca tek bir anahtar gerektirdiğinden, tipik sualtı iletişim sistemlerinden beş kat daha az güç tüketir.” Dedi.

Ancak şu an itibariyle kamera, alıcıdan yalnızca maksimum 40 metrelik bir iletim aralığına sahip. Ancak ekip, hem bu aralığı hem de cihazın bellek kapasitesini ileriye taşımak istediğini söyledi.

Sonunda, potansiyel olarak gerçek zamanlı fotoğraflar çekebileceğini ve hatta belki bir gün bir bilgisayara su altı sırlarını aktarabileceğini söylediler.


Kaynak : https://www.cnet.com/science/climate/wireless-camera-powered-by-sound-waves-could-reveal-deep-sea-secrets/#ftag=CAD590a51e

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir