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美國(guó)麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)出無(wú)電池?zé)o線水下相機(jī) 能效比其他海底相機(jī)高出約10萬(wàn)倍

2022-09-28 09:52:11 來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

科學(xué)家估計(jì)，超過(guò)95%的地球海洋從未被觀測(cè)到過(guò)，而為水下攝像機(jī)長(zhǎng)時(shí)間供電成本太高，阻礙了對(duì)海底的廣泛探索。美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)研究人員開(kāi)發(fā)出一種聲波驅(qū)動(dòng)的無(wú)電池?zé)o線水下相機(jī)，為解決這一問(wèn)題邁出了重要一步。該相機(jī)的能效比其他海底相機(jī)高出約10萬(wàn)倍，即使在黑暗的水下環(huán)境中，也能拍攝彩色照片，并通過(guò)水無(wú)線傳輸圖像數(shù)據(jù)。研究論文發(fā)表在最近的《自然·通訊》上。

該相機(jī)的自主攝像頭由聲波驅(qū)動(dòng)。它能將穿過(guò)水的聲波的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為其成像和通信設(shè)備提供動(dòng)力。在捕獲和編碼圖像數(shù)據(jù)后，相機(jī)還使用聲波將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街亟▓D像的接收器。因?yàn)樗恍枰娫矗韵鄼C(jī)可在探索海洋之前連續(xù)運(yùn)行數(shù)周，使科學(xué)家能夠在海洋的偏遠(yuǎn)地區(qū)尋找新物種。它還可通過(guò)拍攝監(jiān)測(cè)海洋污染情況或水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)魚(yú)類的健康和生長(zhǎng)。

團(tuán)隊(duì)成員稱，這款相機(jī)最令人興奮的應(yīng)用之一是氣候監(jiān)測(cè)。科學(xué)家正在建立氣候模型，但缺少來(lái)自95%以上海洋的數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)可以幫助他們建立更準(zhǔn)確的氣候模型，更好地了解氣候變化如何影響海底世界。

為制造可長(zhǎng)時(shí)間自主運(yùn)行的相機(jī)，研究人員需要一種可在水下單獨(dú)收集能量而自身功耗很少的設(shè)備。相機(jī)使用由壓電材料制成的傳感器獲取能量以及超低功耗成像傳感器，即使圖像看起來(lái)黑白相間，紅色、綠色和藍(lán)色的光也會(huì)反射在每張照片的白色部分。圖像數(shù)據(jù)在后處理中合并時(shí)，就可重建彩色圖像。

研究人員在幾種水下環(huán)境中測(cè)試了相機(jī)。在其中一次，他們捕捉了漂浮在新罕布什爾州池塘中的塑料瓶的彩色圖像。他們還能拍攝出高質(zhì)量的非洲海星照片，照片中甚至連沿著海星手臂的微小結(jié)節(jié)清晰可見(jiàn)。該設(shè)備還有效地在一周的黑暗環(huán)境中反復(fù)對(duì)水下植物進(jìn)行成像，以監(jiān)測(cè)其生長(zhǎng)情況。(張夢(mèng)然)

關(guān)鍵詞：無(wú)線水下相機(jī) 美國(guó)麻省理工學(xué)院海底相機(jī) 通信設(shè)備