فهرست بستن

چگونه می‌توان بدون نیاز به باتری زیر آب پیام ارسال کرد؟

چگونه می‌توان بدون نیاز به باتری زیر آب پیام ارسال کرد؟

امواج رادیویی به‌خوبی زیر آب حرکت نمی‌کنند؛ به‌همین‌دلیل، کشتی‌ها برای عمق‌سنجی آب‌های شور به‌جای رادار از سونار استفاده می‌کنند. پیام‌هایی که ازطریق اقیانوس ارسال می‌شوند، باید صوتی باشند. بدین‌منظور، در بیشتر مواقع از مودم‌های صوتی استفاده می‌شود که می‌توانند سیگنال‌های الکترونیکی را به صدا تبدیل کنند و برعکس. اگرچه چنین ابزارهایی به نیرو نیاز دارند و اگر روی بستر دریا قرار گرفته باشند، تعویض باتری‌های آن‌ها کار دشواری است. فادل ادیب، از مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT)، ممکن است راه‌حلی پیدا کرده باشد. دستگاهی که او ساخته و آزمایش کرده است، نه‌تنها صدا را پخش و دریافت می‌کند؛ بلکه از خود صدا نیز انرژی می‌گیرد.

هسته‌ی اختراع ادیب تشدیدگر پهن‌باند نامیده می‌شود. معمولا جسم فقط در یک یا تعداد معدودی فرکانس با قدرت تشدید می‌شود؛ به‌همین‌دلیل، خواننده‌ای با حفظ نُتی خاص می‌تواند ظرف شیشه‌ای را بشکند؛ اما فقط آن نُت خاص و نه نُت دیگری. درمقابل، تشدیدگر پهن‌باند می‌تواند صدا را از طیف وسیعی از فرکانس‌ها دریافت یا منتقل کند.

تشدیدگر ادیب از دو سیلندر توخالی تودرتوی سرامیکی تشکیل شده است که بین آن‌ها لایه‌ای از پلیمر قرار گرفته است. این ساختار حالت‌های تشدید تعاملگر زیادی دارد و دلیل طیف وسیع فرکانس این دستگاه است. ترفندی که آن را به منبع انرژی تبدیل می‌کند، این است که سرامیک‌ها پی‌ایزوالکتریک هستند؛ یعنی می‌توانند ارتعاش‌های انرژی صوتی را به انرژی الکتریکی و برعکس تبدیل کنند. در اقیانوس که مکانی پرسروصدا است، انرژی صوتی فراوانی برای تبدیل وجود دارد. دستگاهی که از تشدیدگر پهن‌باند پی‌ایزوالکتریک انرژی می‌گیرد، می‌تواند به‌طور مداوم و بدون نیاز به تعویض، باتری‌های خود را پر کند؛ هرچند تشدیدگر کاربرد دیگری نیز دارد. این ابزار مانند مودم صوتی عمل می‌کند که دستورالعمل‌هایی را دریافت و داده‌ها را از ابزاری پخش می‌کند که بخشی از آن است.

تشدیدگر پهن پاند دکتر ادیب

دکتر ادیب و همکارانش برای اثبات کار خود، از مودم صوتی مبتنی‌بر تشدید برای برقراری ارتباط در مسافت ۶۰ متری در رودخانه‌ی چارلز استفاده کردند. این رودخانه به‌اندازه‌ی اقیانوس پر‌سروصدا نیست؛ بنابراین، مجبور شدند به‌منظور تأمین صدای موردنیاز برای انرژی تشدیدکننده از بلندگویی زیر آب استفاده کنند. بدین‌ترتیب، دستگاه توانست داده‌ها را با سرعت ۲۰ کیلوبیت‌بر‌ثانیه منتقل کند که تقریبا مشابه سرعت انتقال مودم صوتی معمولی است.

دکتر ادیب با اتصال تشدیدگر به حسگری مناسب، از آن برای انتقال اطلاعاتی درباره‌ی دما و اسیدیته و شوری آب استفاده کرد. درواقع، او حسگرها را به‌عنوان بازار مهمی برای دستگاه‌های جدید می‌بیند. کاربرد دیگر این دستگاه می‌تواند نظارت بر شرایط مزارع پرورش ماهی باشد. کاربرد احتمالی دیگر ردیابی برچسب‌های موجودات دریایی است؛ اگرچه اندازه‌ی فعلی تشدیدگرها بدین‌معنا است که چنین کاربردی در‌حال‌حاضر فقط درباره‌ی جانوران بزرگی مانند نهنگ‌ها عملی است.

تشدیدگرها می‌توانند به‌عنوان گره در شبکه‌های ارتباطی زیر آب استفاده شوند و دامنه‌ی ارسال پیام را گسترش دهند. همچنین، ممکن است بتوان از آن‌ها در چراغ‌های دریایی مسیریاب زیر آب استفاده کرد که داده‌های مکانی دقیقی برای زیردریاپیماها فراهم کنند. نیروی دریایی آمریکا که حامی مالی پروژه است، قصد دارد از دستگاه‌های مجهز به تشدیدگر به‌عنوان نگهبان استفاده کند. مجموعه‌ای از چنین دستگاه‌هایی می‌توانند دامنه و جهت منبع صدا مانند کشتی یا زیردریایی را محاسبه و آن را به پایگاه ارسال کنند.

دکتر ادیب و گروهش مشغول کار روی افزایش قابلیت‌های دستگاه‌های خود هستند. اهداف فوری آن‌ها برقراری ارتباط میان جفت‌ها دستگاه‌ها در مسافت یک کیلومتر و ایجاد شبکه‌هایی را شامل می‌شود که صدها گره داشته باشند.

Let’s block ads! (Why?)

لینک منبع

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *