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

Mách bạn các ứng dụng đổi giọng nói trên Messenger cực kì thú vị, thử ngay nào!

Bạn có muốn cuộc trò chuyện Messenger với bạn bè trở nên thú vị hơn? Vậy hãy thử ngay các ứng dụng chuyển đổi giọng dưới đây nhé!

Các lỗi kèm theo cách khắc phục trong Windows 10 Insider Preview build 17112

Windows 10 (Redstone 4) Insider Preview build 17112 đã được phát hành qua kênh Insider Fast nhằm nối tiếp những cải tiến cho hệ điều hành Windows 10 kể từ build 17110.

Cách cải thiện tốc độ duyệt web bằng DNS trên MacOS

Như đã đưa tin từ trước, DNS 1.1.1.1 của CloudFlare đang có tốc độ vượt mặt cả DNS của Google. Vì vậy khả năng truy cập mạng của người dùng có thể sẽ được cải thiện nếu bạn thực hiện chuyển sang DNS của CloudFlare với

13 tính năng tuyệt vời của YouTube ít được biết đến

Rõ ràng, YouTube đã quá quen thuộc với nhiều người dùng. Tuy nhiên, ít người biết đến 13 tính năng vô cùng tuyệt vời sau.

Cách xoay ngang 1 trang Word

Bạn đang soạn thảo văn bản và cần quay ngang khi có 1 bảng có nhiều cột, 1 biểu đồ, 1 hình ảnh ngang... mà không biết phải làm như thế nào. Mời bạn đọc theo dõi cách xoay ngang 1 trang Word dưới đây để bổ sung cho mình

ĐÁNH GIÁ NHANH

ThinkPad X1 Yoga: Laptop cho doanh nhân trẻ, năng động và thành đạt

Tổng thể của X1 Yoga hoàn toàn chỉ là một màu đen trông rất đơn giản. Điều này gợi nhớ đến những dòng Macbook của Apple cũng được thiết kế với triết lý đơn giản mà tinh tế.

Volvo V90 T6 R-Design 2021

Dù chỉ là một phiên bản nâng cấp giữa vòng đời với rất ít thay đổi được thực hiện, nhưng Volvo V90 2021 vẫn xứng đáng được coi là mẫu xe “Flagship” của nhà sản xuất Thụy Điển, vượt qua mọi đối thủ “sừng sỏ” đến từ Đức

Đánh giá Samsung Galaxy S20 Plus: Đáng mua nhất trong bộ ba Galaxy S20 series

Được hoàn thiện từ chất liệu kính và kim loại cao cấp, liền lạc hoàn hảo cả 3 phần mặt trước, khung viền, mặt sau, Samsung Galaxy S20+ mang đến cho bạn cảm giác cao cấp khác biệt khi cầm trên tay. Màn hình viền siêu