Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Het MIT heeft een batterijvrije camera ontwikkeld die zijn energie haalt uit oceaangeluiden. Ook het verzenden van foto’s gebeurt via geluid.
Zo’n 95 procent van alle oceanen op aarde is nog onbekend terrein voor de mens. Meer dan de andere kant van de maan of het oppervlak van Mars. Ingenieurs van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hopen daar verandering in te brengen. Zij ontwikkelden een batterijvrije, draadloze onderwatercamera die nieuwe oceaangebieden voor ons kan gaan verkennen. De uitvinding is beschreven in Nature Communications.
Lees ook:
- Lensloze camera’s mogelijk dankzij algoritmes
- Minuscule camera lift mee op kever
- Computerchip brengt informatie over met geluidsgolven
Oceaangeluiden
De huidige onderwatercamera’s zijn verre van ideaal. Ze hebben een groot batterijpak nodig of moeten via een kabel zijn verbonden met het onderzoeksschip. Die batterijen moeten regelmatig vervangen worden en die kabel beperkt de camera in zijn beweging. Een onderwatercamera die op een andere manier aan zijn energie komt zou de uitkomst zijn.
Projectleider Fadel Adib en collega’s komen nu dus met een camera die werkt op basis van geluidsgolven. De buitenkant is beplakt met zogenoemde transducers, gemaakt van een piëzo-elektrisch materiaal. Dit materiaal zet druk om in een elektrische energie.
Die druk wordt in dit geval veroorzaakt door geluidsgolven. Deze geluiden ontstaan door een passerend schip of langs zwemmende vissen of andere dieren. Een deel van de geoogste energie kan direct worden ingezet voor het maken van foto’s, een ander deel wordt opgeslagen voor later gebruik.
Versturen in bits
De onderwatercamera moet zo zuinig mogelijk met zijn energie omgaan. Dus kozen de ingeneurs ervoor het flitslicht – vaak nodig diep in de donkere oceaan – slechts te laten bestaan uit drie LED-lampjes, in de kleuren rood, groen en blauw. Met elke kleur wordt een foto genomen en alle drie de foto’s kunnen dan verzonden worden naar de ontvanger op het nabije onderzoeksschip.
Dat versturen werkt als volgt. De ontvanger zendt eerst geluidsgolven uit naar de camera. De camera kan hierbij als een spiegel werken en de golven terugkaatsen. Of hij absorbeert de geluiden en kaatst niets terug. Op deze manier kan de camera de foto bit voor bit versturen; kaatst hij terug dan is dat een 1, doet hij dat niet dan geldt dat als een 0. Uit die hele reeks van enen en nullen reconstrueert de ontvanger vervolgens het totaalplaatje in kleur.
Oceaanvervuiling monitoren
Dankzij al deze technieken is de onderwatercamera honderdduizend maal zo energiezuinig als de huidige camera’s voor (langdurige) onderwaterfotografie. Het toestel gaat ook zeker wekenlang mee. Adib en zijn team testten de camera door er verschillende voorwerpen op de zeebodem mee te fotograferen, waaronder plastic flessen, zeesterren en onderwaterplanten.
De ingenieurs hopen de onderwatercamera nog verder uit te breiden. Daarbij kun je denken aan een groter geheugen (voor meer foto’s) en een mogelijkheid tot het schieten van filmpjes. Ook moet de afstand tot de ontvanger groter worden (deze is nu 40 meter), om de camera in te kunnen zetten voor lastiger te bereiken terrein.
Is dat eenmaal op orde, dan zijn de real life toepassingen eindeloos. Van de ontdekking van nieuwe dier- en plantensoorten tot aan het monitoren van oceaanvervuiling of het in de gaten houden van de gezondheid en groei van vissen in een viskwekerij.
Bronnen: Nature Communications, MIT
Beeld: Adam Glanzman