چگونه مي‌توان بدون نياز به باتري زير آب پيام ارسال كرد؟

پژوهشگران مؤسسه‌ي فناوري ماساچوست دستگاه جديدي با متخصصدهاي زير آب ساخته‌اند كه انرژي خود را از سروصداي موجود در محيط مي‌گيرد.

امواج راديويي به‌خوبي زير آب حركت نمي‌كنند؛ به‌همين‌دليل، كشتي‌ها براي عمق‌سنجي آب‌هاي شور به‌جاي رادار از سونار استفاده مي‌كنند. پيام‌هايي كه ازطريق اقيانوس ارسال مي‌شوند، بايد صوتي باشند. بدين‌منظور، در بيشتر مواقع از مودم‌هاي صوتي استفاده مي‌شود كه مي‌توانند سيگنال‌هاي الكترونيكي را به صدا تبديل كنند و برعكس. اگرچه چنين ابزارهايي به نيرو نياز دارند و اگر روي بستر دريا قرار گرفته باشند، تعويض باتري‌هاي آن‌ها كار دشواري است. فادل اديب، از مؤسسه‌ي فناوري ماساچوست (MIT)، ممكن است راه‌حلي پيدا كرده باشد. دستگاهي كه او ساخته و آزمايش كرده است، نه‌تنها صدا را پخش و دريافت مي‌كند؛ بلكه از خود صدا نيز انرژي مي‌گيرد.

هسته‌ي اختراع اديب تشديدگر پهن‌باند ناميده مي‌شود. معمولا جسم فقط در يك يا تعداد معدودي فركانس با قدرت تشديد مي‌شود؛ به‌همين‌دليل، خواننده‌اي با حفظ نُتي خاص مي‌تواند ظرف شيشه‌اي را بشكند؛ اما فقط آن نُت خاص و نه نُت ديگري. درمقابل، تشديدگر پهن‌باند مي‌تواند صدا را از طيف وسيعي از فركانس‌ها دريافت يا منتقل كند.

تشديدگر اديب از دو سيلندر توخالي تودرتوي سراميكي تشكيل شده است كه بين آن‌ها لايه‌اي از پليمر قرار گرفته است. اين ساختار حالت‌هاي تشديد تعاملگر زيادي دارد و دليل طيف وسيع فركانس اين دستگاه است. ترفندي كه آن را به منبع انرژي تبديل مي‌كند، اين است كه سراميك‌ها پي‌ايزوالكتريك هستند؛ يعني مي‌توانند ارتعاش‌هاي انرژي صوتي را به انرژي الكتريكي و برعكس تبديل كنند. در اقيانوس كه مكاني پرسروصدا است، انرژي صوتي فراواني براي تبديل وجود دارد. دستگاهي كه از تشديدگر پهن‌باند پي‌ايزوالكتريك انرژي مي‌گيرد، مي‌تواند به‌طور مداوم و بدون نياز به تعويض، باتري‌هاي خود را پر كند؛ هرچند تشديدگر متخصصد ديگري نيز دارد. اين ابزار مانند مودم صوتي عمل مي‌كند كه دستورالعمل‌هايي را دريافت و داده‌ها را از ابزاري پخش مي‌كند كه بخشي از آن است.

دكتر اديب و همكارانش براي اثبات كار خود، از مودم صوتي مبتني‌بر تشديد براي برقراري ارتباط در مسافت ۶۰ متري در رودخانه‌ي چارلز استفاده كردند. اين رودخانه به‌اندازه‌ي اقيانوس پر‌سروصدا نيست؛ بنابراين، مجبور شدند به‌منظور تأمين صداي موردنياز براي انرژي تشديدكننده از بلندگويي زير آب استفاده كنند. بدين‌ترتيب، دستگاه توانست داده‌ها را با سرعت ۲۰ كيلوبيت‌بر‌ثانيه منتقل كند كه تقريبا مشابه سرعت انتقال مودم صوتي معمولي است.

دكتر اديب با اتصال تشديدگر به حسگري مناسب، از آن براي انتقال اطلاعاتي درباره‌ي دما و اسيديته و شوري آب استفاده كرد. درواقع، او حسگرها را به‌عنوان بازار مهمي براي دستگاه‌هاي جديد مي‌بيند. متخصصد ديگر اين دستگاه مي‌تواند نظارت بر شرايط مزارع پرورش ماهي باشد. متخصصد احتمالي ديگر رديابي برچسب‌هاي موجودات دريايي است؛ اگرچه اندازه‌ي فعلي تشديدگرها بدين‌معنا است كه چنين متخصصدي در‌حال‌حاضر فقط درباره‌ي جانوران بزرگي مانند نهنگ‌ها عملي است.

تشديدگرها مي‌توانند به‌عنوان گره در شبكه‌هاي ارتباطي زير آب استفاده شوند و دامنه‌ي ارسال پيام را گسترش دهند. همچنين، ممكن است بتوان از آن‌ها در چراغ‌هاي دريايي مسيرياب زير آب استفاده كرد كه داده‌هاي مكاني دقيقي براي زيردرياپيماها فراهم كنند. نيروي دريايي آمريكا كه حامي مالي پروژه است، قصد دارد از دستگاه‌هاي مجهز به تشديدگر به‌عنوان نگهبان استفاده كند. مجموعه‌اي از چنين دستگاه‌هايي مي‌توانند دامنه و جهت منبع صدا مانند كشتي يا زيردريايي را محاسبه و آن را به پايگاه ارسال كنند.

دكتر اديب و گروهش مشغول كار روي افزايش قابليت‌هاي دستگاه‌هاي خود هستند. اهداف فوري آن‌ها برقراري ارتباط ميان جفت‌ها دستگاه‌ها در مسافت يك كيلومتر و ايجاد شبكه‌هايي را شامل مي‌شود كه صدها گره داشته باشند.


منبع economist

از سراسر وب

  انديشه متخصصينات
كاراكتر باقي مانده

بيشتر بخوانيد