MIT麻省理工学院成功开发出划时代海洋研究工作利器的自主式水底相机原型机

比传统水下相机节能 100,000 倍，麻省理工学院发明了一种由声波供电的无电池水下相机

十圆网

2022-09-29 15:38 山东

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长期以来，科学家们一直依靠水下摄像机来寻找新物种、监测海洋污染甚至气候变化对海底世界的影响，或者密切关注水产养殖场鱼类的健康和生长情况。目前常见的水下相机大多依靠电池供电，所以没电的时候必须专门派人给船充电。虽然也可以通过电缆直接连接到水上科考船供电，但无论如何供电成本都非常高。

MIT麻省理工学院成功研发出自主水下相机原型机，堪称海洋研究的划时代工具。与传统水下相机最大的不同在于，它完全不依赖电池PC蛋蛋群吧，而是将声波产生的机械能转化为电能，为相机和通讯充电。所有镜头也通过声波无线发送到接收器以进行图像重建。该原型机的能效惊人无电池无线水下相机，比传统水下相机高出 100,000 倍。

原型相机不需要电源最新加拿大28实力群群，因此它可以在从海底取回之前运行数周，这是克服物种研究、海洋和气候监测等问题的关键一步。麻省理工学院副教授 Fadel Adib 表示，新相机最令人兴奋的应用之一是气候监测无电池无线水下相机，它可以帮助创建更准确的气候模型并更好地了解气候如何影响水下世界。

通过压电材料换能器将声学机械能转化为电能

为了创建一个自主的长时间运行的水下相机，研究人员使其能够在消耗极低功率的同时自行收集水下能量。其方法是通过覆盖摄像机整个外部的压电材料制成的换能器（Transducer）来获取能量。换句话说，当压电材料被充分地施加机械力时，它会产生一个电信号。当声波传输到水中的换能器时，组件会发生振动，将机械能转化为可以拍照和交流的电能。对于水下相机来说，整片海域都是取之不竭的声波来源，比如经过的船只，甚至还有游泳的水下生物。

除了自主长期运行能力加拿大28公众号平台吧，保持低功耗也是一个重要问题。研究人员使用现成的超低功耗图像传感器怎么找PC蛋蛋微信群平台，但只能捕捉灰度图像，研究人员专门开发了超低功耗闪光灯。同步使用红、绿、蓝（三基色）LED闪光灯，以及图像数据组合等后处理，即使在黑暗和黑暗的海底环境中也能重建彩色照片。

基于反射或状态转换的二进制信息的图像重建/后处理

在图像数据传输方面，团队利用水下反向散射将截取的图像编码为0和1位，一次只发送1位到接收器。接收器向摄像头发送声波，摄像头可以充当镜子将声波反射回接收器，也可以改变属性成为非反射吸收体。

在发射器旁边，有一个水下麦克风（Hydrophone），用于检测是否有从相机反射的信号。如果麦克风接收到信号，则编码为bit-1，如果没有信号，则编码为bit-0。系统使用此二进制信息来重建和发布图片。该程序只需一个开关即可将设备从非反射状态转换为反射状态，消耗的能量比传统的典型水下通信系统少五个数量级（5 0）.

麻省理工学院团队展示了一个工作原型，并计划增强该设备，使其在现实世界中更加实用。该团队打算增加内存，以便它可以拍摄即时照片、捕获流媒体图像，甚至是录像带。为了让相机在更多样化的水下环境中运行PC28群官网哪里找啊？，研究人员也在努力扩大数据传输距离，并已成功将数据传输到距离接收器40米的地方。