Meeresboden Bingokid / iStock
Die Idee eines Unterwassersystems mit angeschlossenen Sensoren, das Daten an die Oberfläche sendet, ist dank eines Teams von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology der Realität ein wenig näher gekommen.
Die Forscher haben eine batterielose erstellt unter Wasser Kommunikationssystem, das Strom nahe Null benötigt, um Daten von Sensoren zu übertragen. Es könnte verwendet werden, um den Klimawandel zu untersuchen und die Zyklen des Meereslebens über einen langen Zeitraum zu verfolgen.
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Unterwasser-Internet der Dinge erfordert eine Stromalternative
Die MIT-Forscher einschließlich Co-Autor Fadel Adib, Assistenzprofessor am MIT Media Lab und am Institut für Elektrotechnik und Informatik und Gründungsdirektor der Forschungsgruppe Signal Kinetics, wird das System auf der SIGCOMM-Konferenz findet diese Woche statt.
Derzeit sind die Forscher ratlos darüber, wie sie ein Unterwasser-Internet der Dinge mit konstanter Energie versorgen können, auf das sie sich verlassen würden. Sensoren die so konstruiert sind, dass sie lange Zeit unter Wasser bleiben.
Die Forschungen stützten sich auf den piezoelektrischen Effekt und die Rückstreuung, um das System zu erstellen.
Um ein System zu entwickeln, das wenig Strom benötigt, haben sich die MIT-Forscher zwei Schlüsselphänomenen zugewandt: dem piezoelektrischer Effekt und Rückstreuung.
Der piezoelektrische Effekt tritt auf, wenn Vibrationen in bestimmten Materialien eine elektrische Ladung erzeugen, während Rückstreuung eine Technik ist, die in RFID-Tags verwendet wird, um Daten zu senden, indem sie von einem Tag reflektiert werden. Mit dem System sendet ein Sender Schallwellen durch das Wasser an einen Sensor, derspeichert die Daten. Da es piezoelektrisch ist, vibriert das Wasser beim Auftreffen auf den Sensor und speichert die erzeugte elektrische Ladung. Diese gespeicherte Energie wird dann vom Sensor zurück zu einem Empfänger reflektiert. Das Hin und Her zwischen Sensor und Empfänger entsprichtin die Bits in den Daten.
"Sobald Sie eine Möglichkeit haben, Einsen und Nullen zu übertragen, können Sie alle Informationen senden", sagte Adib in a Pressemitteilung Hervorhebung der Ergebnisse. „Grundsätzlich können wir mit Unterwassersensoren nur auf der Grundlage der eingehenden Tonsignale kommunizieren, deren Energie wir ernten.“
Um zu demonstrieren, wie das System, das als piezoakustisches Rückstreusystem bezeichnet wird, funktioniert, verwendeten die MIT-Forscher einen Pool an der Universität, um Daten wie die Wassertemperatur zu erfassen. Das System übertrug 3 Kilobit pro Sekunde Daten von zwei Sensoren gleichzeitig.Die Senoren und Empfänger befanden sich in einem Abstand von 10 Metern.
Mit dem System können Sie mehr als nur den Ozean erkunden.
Als nächstes planen die Forscher, eine Version des Systems zu demonstrieren, die zwischen größeren Entfernungen funktioniert und gleichzeitig mit mehreren Sensoren kommuniziert. Sie sehen Verwendungsmöglichkeiten für dieses System, die über die Überwachung der Erde hinausgehen.
„Wie kann man einen Sensor unter Wasser auf Titan setzen, der lange Zeit an einem Ort hält, an dem es schwierig ist, Energie zu gewinnen?“, Sagte Adib, der das Papier gemeinsam mit dem Media Lab-Forscher JunSu Jang schriebKommunikation ohne Batterie eröffnen Möglichkeiten zur Erfassung in extremen Umgebungen. “