راه ترقی - گجت نیوز / دوربین وایرلس زیر آب ساخته شده توسط دانشمندان ام آی تی، می‌تواند بدون نیاز به باتری، نیروی خود را از طریق فرآیندی عجیب در درون اقیانوس تامین کند.
دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (ام آی تی)، روز دوشنبه از نمونه اولیه یک دوربین وایرلس زیر آب جذاب رونمایی کردند. این دستگاه به جای تکیه بر انرژی باتری، از امواج صوتی که در اقیانوس‌ها عبور می‌کنند، نیروی خود را تامین می‌کند و قادر به کار، حتی در تاریک‌ترین محیط‌ها است.
دوربین وایرلس ام آی تی قادر است به صورت بی‌سیم، تمام داده‌های مربوط به تصاویر ثبت شده را از اعماق آب به کامپیوتر منتقل کند. این بدان معنی است که در صورت نهایی شدن این دستگاه، بشر چند گام به سوی هدف بزرگ نقشه‌برداری از تمامی جزئیات اقیانوس‌های زمین نزدیک‌تر خواهد شد.
اگرچه 70 درصد سطح سیاره ما، از آب تشکیل شده است؛ اما طبق برآورد تیم تحقیقاتی MIT، ما تاکنون تنها کم‌تر از 5 درصد از وسعت دریا را مشاهده کرده‌ایم، زیرا استفاده از دوربین‌های زیر آب به دلیل محدودیت‌های باتری، امری دشوار است.
در واقع، تصویربرداران داخل دریا، به دلیل محدودیت عمر باتری دوربین‌ها، نمی‌توانند چندان از مقر کشتی خود دور شوند. هم‌چنین ساخت یک باتری فوق‌العاده بادوام هزینه‌بر است و استفاده از آن هر بار که نیاز به اکتشاف جدیدی با دوربین باشد، به صرفه نیست. بنابراین، دوربین وایرلس جدید ارائه شده توسط تیم ام آی تی، با انرژی امواج صوتی، از پتانسیلی انقلابی برای کاوش‌گران اعماق دریا برخوردار است.

بر اساس طرح کلی این اختراع که در مجله Nature Communications منتشر شده است، این دستگاه می‌تواند هفته‌ها قبل از اینکه کسی مجبور به برداشتن آن شود، کار کند و این قابلیت را دارد تا تنها با یک حرکت، از دریا خارج شود. به گفته دانشمندان، این دوربین هم‌چنین 100000 برابر بیش‌تر از سایر دوربین‌های زیردریایی، بازده انرژی دارد.
فاضل ادیب، دانشیار دپارتمان مهندسی برق و علوم کامپیوتر ام آی تی در بیانیه‌ای گفت:
یکی از هیجان‌انگیزترین کاربردهای این دوربین، برای شخص من، در زمینه نظارت بر اقلیم است. ما در حال ساخت مدل‌های اقلیمی هستیم، با این حال، به داده‌های بیش از 95 درصد از اقیانوس‌ها دسترسی نداریم. این فناوری می‌تواند به ما کمک کند تا مدل‌های آب‌وهوایی دقیق‌تری بسازیم و بهتر درک کنیم که تغییرات اقلیمی چگونه بر دنیای زیر آب تاثیر می‌گذارد.
برای مثال، این دوربین می‌تواند به راحتی تصاویری از آلودگی اقیانوس‌ها ثبت کند یا میزان سلامت ماهی‌های پرورش‌یافته در مزارع پرورش آبزی را رصد کرده و حتی نشان دهد که زیستگا‌ه‌های دریایی چگونه در حال تکامل هستند. در حال حاضر، اقیانوس‌ها به دلیل تغییرات اقلیمی ناشی از انسان‌ها، به سرعت در حال گرم شدن هستند که باعث رانده شدن و جابجایی موجودات زیر آب از خانه‌های خود شده است.
برای اثبات عملکرد این دوربین وایرلس، دانشمندان ام آی تی از مکانیزم ساخته شده خود برای ایجاد تصاویر رنگی از بطری‌های پلاستیکی شناور در حوضچه‌ای واقع در ایالت نیوهمپشایر استفاده کردند. آنها هم‌چنین تصاویری از یک ستاره دریایی آفریقایی را با وضوح بالا ثبت کردند که می‌توان غده‌های کوچک را در کنار بازوهای آن مشاهده کرد. به طور کلی، به نظر می‌رسد که این اختراع، راه‌حلی مناسب برای حل معمای باتری در زیر آب باشد.
تبدیل امواج صوتی به نما به وسیله دوربین وایرلس ام آی تی
تیم تحقیقاتی سازنده دوربین اظهار داشت که اساسا این دوربین وایرلس، از امواج صوتی که از قبل در زیر دریا وجود دارند، استفاده می‌کند. عبور کشتی‌ها، زندگی دریایی، جزر و مد عمومی و مواردی از این قبیل، باعث ایجاد نویز می‌شود.
صدا در نوع خود، یک نیروی ناملموس نیست، بلکه حاصل امواجی است که از یک محیط عبور می‌کنند و باعث ایجاد ارتعاش می‌شوند. صدا می‌تواند در قالب هوا، آب یا هر چیز دیگری که دارای اتم باشد، به گوش برسد. به عنوان مثال، هنگامی‌که ارتعاشات هوا به پرده گوش ما برخورد می‌کنند، مغز ما سیگنال را آنچه ما در نظر می‌گیریم، تبدیل می‌کنند. امواج صوتی، مولکول‌های آب‌را به گونه‌ای متفاوت ارتعاش می‌کنند.

بنابراین نکنه مهم در مورد عملکرد این مکانیزم در دوربین وایرلس ام آی تی، ارتعاشات هستند. این دستگاه کوچک در یک ماده مخصوص قرار گرفته که هر بار پس از برخورد با امواج صوتی در آب، سیگنال الکترونیکی تولید می‌کند. آن ارتعاشات، در اصل، باعث ارتعاش دوربین نیز می‌شوند. سپس ارتعاشات از انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل شده و بدین صورت، با دوربینی مواجه هستیم که زیر آب به طور پیوسته کار می‌کند.
علاوه بر این، برای حفظ روشنایی دستگاه، به طوری که قدرت دوربین تضعیف نشود، محققان از سنسورهای تصویربرداری عادی و فلاش ارزان‌قیمت استفاده شده که تنها می‌توانند تصاویر را در طیف خاکستری ثبت کنند. از آنجا، آنها از نوعی روش قدیمی برای برای به‌دست آوردن یک تصویر رنگی استفاده می‌کنند.
ولید اکبر، محقق MIT و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت:
وقتی بچه بودیم، در کلاس هنر به ما آموختند که می‌توانیم همه رنگ‌ها را با استفاده از سه رنگ اصلی تولید کنیم. قوانین مشابهی برای تصاویر رنگی که در رایانه‌هایمان مشاهده می‌کنیم نیز وجود دارند. در واقع برای ساخت تصاویر رنگی، تنها به رنگ‌های قرمز، سبز و آبی نیاز داریم.
ابتدا، دوربین با یک فیلتر نور LED قرمز خاص و سپس دوباره با یک فیلتر آبی و پس از آن با یک فیلتر سبز، تصویر را ثبت می‌کند. سپس، با ادغام هر سه، یک عکس کامل دریافت خواهد شد. در نهایت، تمام داده‌های تصویر به زبان کامپیوتر و به‌ صورت باینری، کدگذاری می‌شوند.
گیرنده دوربین اساسا امواج صوتی خود را به دوربین منتقل می‌کند، سپس دوربین می‌تواند امواج را متقابلا منعکس کرده یا آنها را به طور کامل جذب کند. در مجموع، این فرآیند یک نوع کد باینری ایجاد می‌کند تا به گیرنده بگوید که داده‌های تصویر واقعا چیست.
سعد افضل، محقق ام آی تی، در توضیح این فناوری گفت:
کل این فرآیند، از آنجاکه برای تبدیل دستگاه از حالت غیربازتابی به بازتابی، تنها به یک سوئیچ نیاز دارد، در مقایسه با سیستم‌های ارتباطی معمولی که زیر آب کار می‌کنند، تا 80% کم‌مصرف‌تر شده است.
با این حال، در حال حاضر، برد دوربین وایرلس ام آی تی از گیرنده، به 40 متر محدود شده است. اما محققان این پروژه قصد دارند در آینده برد و ظرفیت حافظه این دستگاه را افزایش دهند. در نهایت، دانشمندان MIT عنوان کردند که این دوربین می‌تواند عکس‌ها را به صورت آنی ثبت کرده و شاید حتی روزی اسرار زیر آب را مستقیما از طریق یارانه پخش کند.