Ein Team von Ingenieuren des Massachusetts Institute of Technology hat eine drahtlose Unterwasserkamera entwickelt, die durch die Geräusche im umgebenden Wasser angetrieben wird. Die Energiequelle für die Kamera kann sowohl der Lärm vorbeifahrender Schiffe als auch das aktive Leben der Meeresbewohner sein. Solche Kameras werden bei der Erforschung der Weltmeere helfen, von denen 95 % für die terrestrische Wissenschaft noch mysteriöser sind als die andere Seite des Mondes.
Die Energie zur Stromversorgung erhält die Kamera von piezoelektrischen Elementen, die über die gesamte Körperoberfläche verteilt sind. Piezoelektrische Elemente erzeugen Energie, wenn Druck auf sie ausgeübt wird. Dafür sind in diesem Fall Schallwellen von irgendwelchen starken Quellen im Wasser verantwortlich. Wenn die Akkus der Kamera ausreichend geladen sind, beginnt die Kamera mit der Unterwasseraufnahme. Auch dies ist ein besonderer Vorgang, da das Gerät in allen Betriebsarten äußerst energieeffizient sein muss. Und seine Energieeffizienz übertrifft Analoga um etwa das Hunderttausendfache!
Für die Unterwasserfotografie haben die Ingenieure einen Low-Power-Bildsensor ohne Farbfilter angepasst. Fast wie in den Anfängen der Fotografie entschied man sich für die Frage, ein Bild in Farbe zu erhalten – man fotografierte das Objekt separat für jeden der drei RGB-Farbkanäle. Jede Farbe hat ihren eigenen Blitz aus grünen, roten und blauen LEDs. Das resultierende Farbbild wurde nach dem Zusammenführen aller drei Farbkanäle zu einem erhalten.
Auch das Problem der drahtlosen Datenübertragung wird auf originelle, aber altbekannte Weise gelöst – mit Hilfe der Schallrückstreuung im Wasser. Um die Daten der Kamera unter Wasser auszulesen, bestrahlten die Forscher sie mit einer Schallwelle. Die Kamera reflektierte die Schallwelle oder absorbierte sie und codierte so eine Folge von 0 und 1. Diese Arbeit erforderte viel weniger Energie als die direkte Übertragung.
Die vorgeschlagene Lösung kann sowohl im Licht als auch in völliger Dunkelheit funktionieren. Die Klarheit des Bildes lässt zu wünschen übrig, aber für eine Reihe von Aufgaben zur Beobachtung der Meeresumwelt reichen die Fähigkeiten der Kamera völlig aus. In Zukunft werden Entwickler versuchen, die Qualität der von der Kamera empfangenen Bilder zu verbessern, und hoffen auf eine Videoübertragung. Der Prototyp hat seine Leistung bewiesen und Sie können weitermachen und die Lösung erheblich verbessern.
2022-09-29 14:34:20
Autor: Vitalii Babkin