Phát minh mới về chiếc camera dưới nước không dây không pin

Theo một bài báo mới được công bố trên tạp chí Nature Communications, các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã chế tạo một máy ảnh dưới nước không dây, không dùng pin, có khả năng tự thu năng lượng trong khi tiêu thụ rất ít năng lượng.

Hệ thống này có thể chụp ảnh màu của các vật thể dưới nước từ xa - ngay cả trong môi trường tối - và sẽ truyền dữ liệu không dây để theo dõi môi trường dưới nước trong thời gian thực, giúp phát hiện các loài quý hiếm mới hoặc theo dõi dòng chảy đại dương, ô nhiễm hoặc các hoạt động thương mại và quân sự.

Theo các nhà nghiên cứu, “hầu hết các sinh vật biển và đại dương vẫn chưa được quan sát. Điều này là do các phương pháp chụp ảnh dưới nước hiện tại đều yêu cầu kết nối với tàu, máy bay không người lái dưới nước hoặc nhà máy điện để cung cấp năng lượng và liên lạc ”.

Mặc dù về nguyên tắc, có thể thu năng lượng từ sóng, dòng chảy dưới nước và thậm chí cả ánh sáng mặt trời, nhưng việc bổ sung các thiết bị cần thiết sẽ tạo ra các máy ảnh dưới nước cồng kềnh hơn, đắt tiền hơn.

Do đó, nhóm nghiên cứu tại MIT đã bắt đầu phát triển một giải pháp cho phương pháp chụp ảnh không dây không dùng pin. Mục tiêu thiết kế là giảm số lượng phần cứng cần thiết càng nhiều càng tốt. Họ cũng muốn giảm mức tiêu thụ điện năng ở mức tối thiểu, vì vậy họ đã sử dụng một cảm biến hình ảnh rẻ tiền.

Nhưng cảm biến này chỉ tạo ra hình ảnh thang xám. Nhóm cũng cần phát triển đèn flash công suất thấp vì hầu hết các môi trường dưới nước không có nhiều ánh sáng tự nhiên.

Tổng quan về cách hoạt động của hệ thống camera tán xạ ngược dưới nước

Cả hai giải pháp cho thử thách được chứng minh là kết hợp đèn LED màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam. Camera sử dụng đèn LED màu đỏ để chiếu sáng tại chỗ và chụp ảnh đó bằng cảm biến của nó, sau đó lặp lại quy trình bằng đèn LED xanh lục và xanh lam.

Theo đó, hình ảnh có thể trông có màu đen và trắng, nhưng ánh sáng từ ba màu của đèn LED được phản chiếu trong phần màu trắng của mỗi hình ảnh có thể tạo lại hình ảnh đầy đủ màu sắc trong quá trình xử lý hậu kỳ.

Sau khi dữ liệu hình ảnh đã được mã hóa dưới dạng bit, cảm biến dựa vào tán xạ ngược âm thanh áp để giao tiếp với năng lượng cực thấp, thay vì pin. Thay vì tạo ra tín hiệu âm thanh của riêng nó (ví dụ: sonar), phương pháp này dựa vào việc điều chỉnh sự phản xạ của âm thanh dưới nước tới để truyền một phần dữ liệu tại một thời điểm.

Dữ liệu này được thu bởi một bộ thu từ xa có khả năng khôi phục mẫu điều chế, sau đó sử dụng thông tin nhị phân để tái tạo lại hình ảnh. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng máy ảnh dưới nước của họ tiết kiệm năng lượng hơn khoảng 100.000 lần so với các máy ảnh tương đương và có thể hoạt động liên tục trong vài tuần.

Tất nhiên, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một nguyên mẫu thử nghiệm bằng chứng và tiến hành một số thử nghiệm để chứng minh rằng cách tiếp cận của họ hoạt động. Ví dụ, họ chụp ảnh ô nhiễm (dưới dạng chai nhựa) tại Keser Pond ở đông nam New Hampshire, và chụp ảnh một con sao biển châu Phi (Protoistoisto Linkley) trong một “môi trường được kiểm soát với ánh sáng bên ngoài”. Hình ảnh thứ hai có độ phân giải đủ để chụp các nốt sần khác nhau trên năm cánh tay của sao biển.

Hình ảnh mẫu thu được bằng cách sử dụng hình ảnh tán xạ ngược dưới nước

Nhóm nghiên cứu cũng có thể sử dụng camera không dây dưới nước của họ để theo dõi sự phát triển của thực vật thủy sinh (Aponogeton Ulvaeus) trong khoảng thời gian vài ngày.Do đó, phát hiện và định vị các thẻ trực quan thường được sử dụng để theo dõi dưới nước và hoạt động của robot. Máy ảnh đạt được tỷ lệ phát hiện cao và độ chính xác nội địa hóa cao ở khoảng cách xấp xỉ 3,5 mét (khoảng 11½ feet). 

Các nhà nghiên cứu tin rằng có thể đạt được phạm vi phát hiện dài hơn bằng cách sử dụng các cảm biến có độ phân giải cao hơn. Khoảng cách cũng là một yếu tố trong khả năng thu thập năng lượng và khả năng giao tiếp của máy ảnh, theo các thử nghiệm được thực hiện trên sông Charles ở phía đông Massachusetts. Như dự đoán, cả hai khả năng chính này đều có khả năng giảm theo khoảng cách, mặc dù camera đã truyền thành công dữ liệu từ máy thu lên đến 40 mét (131 feet).


TIN LIÊN QUAN

Nước sông băng tan chảy làm lún đáy đại dương

Các chuyên gia Hà Lan cảnh báo những phương pháp đánh giá mực nước biển tăng hiện nay không tính đến khối lượng gia tăng của toàn bộ đại dương khi sông băng và thềm băng tan chảy, theo Science Alert.

Thử đặt máy ảnh dưới nước, chàng trai vô tình chụp được loài rùa quý hiếm

Một người đàn ông Nga sau khi sắm một chiếc máy ảnh chụp dưới nước mới đã mang thử ra một hồ gần đó để chụp xem chất lượng thế nào. Vốn anh chỉ định chụp cảnh thuỷ tảo dưới nước, nhưng thật không ngờ mới đặt máy xuống nước không lâu, một sinh vật

Tham vọng giúp con người sống dưới nước nhờ công nghệ biến đổi gen

Chuyên gia về các hoạt động không gian Simon Evetts cho biết các nhà khoa học có thể can thiệp vào sự biến đổi sinh học để mang lại cho con người những khả năng siêu phàm.

Kì lạ loại cỏ ‘yoga’ tự héo để chịu khô hạn nhiều ngày tháng và tươi tốt trở lại khi có mưa

Một loại cỏ héo khô khi trời hạn hán và nhanh chóng xanh tốt trở lại khi mưa xuống thu hút sự chú ý của các nhà khoa học Loại cỏ này được tìm thấy ở Úc, khác với xương rồng chúng vẫn có đầy đủ thân và lá lớn. Khi hạn hán, chúng khô ...

Nước sôi đóng băng khi hất lên cao dưới trời âm độ

Video ghi lại cảnh Amy Fogarty, một người dân sống gần hồ Superior ở Duluth, Minnesota, Mỹ, hất một chậu nước lên không trung giữa trời lạnh thu hút nhiều sự chú ý, Yahoo News hôm nay đưa tin.

Cơ thể đặc biệt của loài cá sống ở độ sâu 8.178 mét

Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Zootaxa, Gerringer và đồng nghiệp mô tả loài cá ốc mới được xác nhận sống ở độ sâu 8.178 mét tại rãnh Mariana nằm phía tây Thái Bình Dương.

Hồ nước tại Mỹ bất ngờ chuyển xanh ngọc đẹp mắt...vì ô nhiễm

Những hình ảnh chụp từ vệ tinh cho thấy một hồ nước tại Mỹ bất ngờ chuyển xanh ngọc, tuy nhiên nguyên nhân lại tới từ nguồn nước thải ô nhiễm.

Sóng biển đóng băng ngoài khơi Mỹ

Không khí lạnh tràn vào bờ Đông nước Mỹ tạo ra một hiện tượng hiếm gặp ở Nantucket, Massachusetts là sóng Slurpee, Live Science hôm qua đưa tin.

THỦ THUẬT HAY

Mẹo tự động bật/tắt màn hình không sợ hư phím cứng

Hầu hết các smartphone hiện nay đều sử dụng phím nguồn để mở sáng màn hình. Tuy nhiên, việc bật tắt liên tục sẽ làm cho nút này bị lờn đi và có...

Làm phim không khó với phần mềm Shotcut

Làm một bộ phim ngắn không phải là khó. Nhưng làm một bộ phim hay lại đòi hỏi kỹ năng và công cụ tốt. Hiện có rất nhiều công cụ chỉnh sửa video, một trong những lựa chọn phổ biến nhất hiện nay là Shotcut. Hãy cùng xem

Đổi Touchbar trên Macbook Pro thành phím truyền thống

Với những cải tiến mới trên Macbook Pro không phải ai cũng thích đặc biệt là dãy phím F1 đến F12 truyền thống biến mất tiêu đâu rồi. Để có thể lấy lại được dãy phím đó trong bài viết này chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn

Hướng dẫn tải và cài đặt Driver Samsung cho máy tính

Khi bạn muốn chia sẻ các file nhạc, hình ảnh hay những bộ phim,... từ điện thoại của mình sang máy tính thì bạn cần phải có Driver mới có thể kết nối được. Nếu khi kết nối điện thoại của bạn chỉ báo sạc pin thì điều

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá Lenovo Ideapad 120S: Giá rẻ, thiết kể mỏng, phù hợp cho học tập hay giải trí thông thường

Tuy là một chiếc laptop thuộc dòng giá rẻ nhưng bề ngoài trông thiết kế của Ideapad 120S thì lại trông rất đẹp và hiện đại. Thân máy hoàn toàn làm từ polycarbonate và được phủ một màu xám cho cảm giác như chất liệu kim

Ford Mustang 2017 sang trọng, hiện đại và thể thao

Được giới thiệu với nhiều biến thể và sở hữu quá trình tồn tại dài tới 52 năm, Ford Mustang 2017 hoàn toàn dễ dàng chiếm được sự quan tâm từ phía khách hàng. Sức hấp dẫn của “chiếc xe cơ bắp” tăng...