Zvuk | Oceán | Navigace

„Za korálovým útesem odbočte vlevo“ – vědci vynalezli podvodní navigaci, jež funguje bez elektřiny

Vědci z Massachusettského technologického institutu (Massachusetts Institute of Technology; MIT) oznámili pokrok ve vývoji systému pro určování polohy, který bude použitelný při mapování mořského dna. Jednou z jeho zajímavostí je skutečnost, že se zcela obejde bez elektrické energie.

Vodní plochy pokrývají zhruba tři čtvrtiny naší Země, přičemž velká část z nich je stále neprobádaná. Lidé jsou kupodivu schopnější prozkoumat vesmír než dna moří a oceánů. Proč? Jedním z důvodů je nemožnost přesného určování polohy, která je v podvodním prostředí značně limitovaná. Například rádiové vlny ze satelitních pozičních systémů neproniknou do hloubky skrz vodu.

Podvodní „GPS“

Tým odborníků označuje své řešení jako „podvodní navigační systém poháněný zvukem“. Do jisté míry je inspirován vodními živočichy, kteří k orientaci v prostoru používají právě zvuk. Zařízení, která generují a vysílají zvukové vlny, však obvykle vyžadují objemné baterie s omezenou výdrží, které je třeba pravidelně měnit. Otázka tedy zněla, zda to nejde udělat jinak.

Vědci tedy vymysleli systém určování polohy, jež se obejde bez baterií. Nazvali ho Underwater Backscatter Localization (UBL). Jeho zásadní pointa spočívá v tom, že místo toho, aby vydával vlastní akustické signály, odráží modulované signály z prostředí. Díky tomu je schopen zjišťovat pozici bez jakéhokoli vnějšího zdroje energie.

Nutno podotknout, že technologie je stále ve vývoji. V budoucnosti by se však mohla stát klíčovým nástrojem pro ochránce moře, vědce zabývající se klimatem i americké námořnictvo. Dosavadní progres byl prezentován v rámci workshopu pořádaného Asociací pro výpočetní techniku.

Bez baterie

Jako důvod, proč se vědci rozhodli využívat zvuk, uvádějí, že se jeho vlnění pod vodou pohybuje rychleji než ve vzduchu. Na základě dřívějšího výzkumu, zabývajícího se nízkoenergetickou akustickou signalizací, použili pro tyto účely piezoelektrické materiály. Ty vytvářejí svůj vlastní elektrický náboj v reakci na mechanické namáhání, jako je například vibrace zvukových vln.

Piezoelektrické snímače pak mohou použít tento náboj k selektivnímu odrážení některých zvukových vln zpět do jejich prostředí. Přijímač následně převádí tuto sekvenci odrazů a výsledný binární kód může nést informace o teplotě nebo slanosti oceánu.

Stejná technologie v zásadě může poskytovat informace o poloze. Zařízení by mohlo vysílat zvukovou vlnu a poté měřit, jak dlouho trvá, než se odrazí od piezoelektrického snímače a vrátí se do jednotky. Uplynulý čas lze použít k výpočtu vzdálenosti mezi pozorovatelem a piezoelektrickým senzorem. Jednotka přitom vysílá posloupnost signálů v rozsahu několika frekvencí, kdy každá má jinou vlnovou délku, takže se odražené zvukové vlny vracejí do přijímače v různých fázích.

Odborníci nyní doufají, že UBL v budoucnosti pomůže v průzkumu oceánů. Technologie by mohla umožnit autonomním průzkumným strojům zůstat pod vodou delší dobu, neboť nebude spotřebovávat drahocennou energii baterie. Pomůže tak podmořským robotům pracovat přesněji a poskytovat informace o dopadech klimatických změn na oceány.

Váš názor Další článek: Hodinky Apple Watch umí nově streamovat přímo ze Spotify – obejdou se bez připojení k iPhonu

Témata článku: Technologie, Země, Výzkum, Elektřina, GPS, Baterie, Zvuk, Oceán, Navigace, Klimatická změna, Moře, Korálový útes, MIT, Zvuková vlna, Určování polohy, Vědec, Vlna, UBL


Určitě si přečtěte

Co když chce Microsoft nahradit Windows Linuxem. Dokážete si to představit?

Co když chce Microsoft nahradit Windows Linuxem. Dokážete si to představit?

** Windows už dávno nejsou pilířem podnikání Microsoftu ** Mnohem více mu vydělává cloud ** Pojďme si trošku zaspekulovat, kam až by to mohlo zajít

Jakub Čížek | 96

Jakub Čížek
Windows 10MicrosoftLinux
Teď už Chromium ovládne Windows 10 úplně. Microsoft dokončil WebView2

Teď už Chromium ovládne Windows 10 úplně. Microsoft dokončil WebView2

** Před dvěma lety se Microsoft zasnoubil s Chromem ** Nový Edge není zdaleka jejich jediné dítě ** Ještě důležitější je komponenta WebView2

Jakub Čížek | 51

Jakub Čížek
Windows 10ChromeSoftware
Bluetooth 5.0 může mít obrovský dosah. I několik desítek kilometrů
Jakub Čížek
BluetoothTechnologie
Lidl buduje chytrou domácnost, propojí všechno se vším
Lukáš Václavík
LidlChytrá domácnostIoT
Testy procesorů Ryzen 5000: AMD překonalo Intel ve všech směrech

Testy procesorů Ryzen 5000: AMD překonalo Intel ve všech směrech

** AMD začalo prodávat nové procesory Ryzen 5000 s architekturou Zen 3 ** K dispozici jsou nezávislé testy z celého světa ** AMD překonává Intel ve všech směrech

Karel Javůrek | 67

Karel Javůrek
ProcesoryTestyAMD
Filmové pirátství asi jen tak nezmizí. Když už musíte, stahujte bezpečně v Seedru

Filmové pirátství asi jen tak nezmizí. Když už musíte, stahujte bezpečně v Seedru

** Máme HBO Go, máme Netflix... ** Ale stejně krademe filmy a seriály ** Když už musíte, stahujte torrenty bezpečně v Seedru

Jakub Čížek | 146

Jakub Čížek
TorrentPirátství
Google chystá funkci, která z chytrého Gmailu udělá hloupý Gmail
Lukáš Václavík
SoukromíGmailGoogle