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声波驱动的无线水下摄像机面世

探索海洋未知区域、跟踪污染、监测气变

声波驱动的(de)无线水下摄像机面世

科技(keji)日报北京9月26日电 (记者张梦然)科学家估计,超过95%的(de)地球海洋从未被观测到过,而为水下摄像机长时间(shijian)供电成本太高,阻碍了对(dui)海底的(de)广泛探索。美国麻省理工学院(MIT)研究人(ren)员开发出一种声波驱动的(de)无电池无线水下相机,为解决这一问题迈出了重要一步。该相机的(de)能效比其他(ta)海底相机高出约10万倍,即使在黑暗的(de)水下环境中,也能拍摄彩色照片,并通过水无线传输图像数据。研究论文发表在最近的(de)《自然·通讯》上。

该相机的(de)自主摄像头由声波驱动。它(ta)能将穿过水的(de)声波的(de)机械能转化为电能,为其成像和通信设(she)备提供动力。在捕获和编码图像数据后,相机还使用声波将数据传输到重建(jian)图像的(de)接收器。因为它(ta)不需要电源,所以相机可在探索海洋之前连续运行数周,使科学家能够在海洋的(de)偏远地区寻找新物种。它(ta)还可通过拍摄监测海洋污染情况或水产养殖场鱼类的(de)健康和生长。

团队(tuandui)(dui)成员称,这款相机最令人(ren)兴奋的(de)应用之一是(shi)气候监测。科学家正在建(jian)立气候模型,但缺少来自95%以上海洋的(de)数据。这项技术可以帮助他(ta)们(men)建(jian)立更准确的(de)气候模型,更好(hao)地了解气候变化如何影响海底世界。

为制造可长时间(shijian)自主运行的(de)相机,研究人(ren)员需要一种可在水下单独收集能量而自身功耗很少的(de)设(she)备。相机使用由压电材料制成的(de)传感器获取能量以及超低功耗成像传感器,即使图像看起来黑白相间,红色、绿色和蓝色的(de)光也会反射在每张照片的(de)白色部分。图像数据在后处理中合并时,就可重建(jian)彩色图像。

研究人(ren)员在几种水下环境中测试了相机。在其中一次,他(ta)们(men)捕捉了漂浮在新罕布什尔州池塘中的(de)塑料瓶的(de)彩色图像。他(ta)们(men)还能拍摄出高质量的(de)非洲海星照片,照片中甚至连沿着海星手臂的(de)微小结节清晰可见。该设(she)备还有效地在一周的(de)黑暗环境中反复对(dui)水下植物进行成像,以监测其生长情况。

总编辑圈点

海洋,广阔、深邃又神秘,只有不到5%的(de)地球海洋被探索过,其他(ta)区域对(dui)人(ren)类来说还是(shi)个谜。这次,科研人(ren)员开发出了一种声波驱动的(de)无线水下相机,解决了供电的(de)问题;它(ta)使用了超低功耗成像传感器,虽然乍看得到的(de)图像可能平平无奇,但进行数据处理后,便可重建(jian)水下拍摄物体的(de)彩色图像。将这类相机长期布置在海洋中,便可获得关于某一区域环境变化的(de)直观证据。毕竟,人(ren)们(men)总相信眼见为实,相机带回的(de)罕见的(de)画面,或许能给人(ren)更大的(de)震撼。 【编辑:房家梁】

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