كاميرا لاسلكية تعمل تحت الماء وموفرة للطاقة ولا تحتاج إلى بطاريات

كاميرا لاسلكية تحت الماء

كتب محمد أيمن

الخميس، 29 سبتمبر 2022 01:00 م

تعمل الكاميرا اللاسلكية تحت الماء ولا تحتوي على بطارية والتي تم تطويرها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في استكشاف مناطق غير معروفة من المحيط، أو تتبع التلوث، أو بناء نماذج مناخية أكثر دقة وفهمًا أفضل لكيفية تأثير تغير المناخ على العالم تحت الماء، وفقاً لموقع scitechdaily.

أحد التحديات الحادة التي تمنع الاستكشاف تحت سطح البحر على نطاق واسع هو التكلفة العالية لتشغيل كاميرا تحت الماء لفترة طويلة، حيث يتطلب القيام بذلك ربطها بسفينة بحث أو إرسال سفينة بشكل متكرر لإعادة شحن بطارياتها.

اتخذ مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خطوة كبيرة للتغلب على هذه المشكلة من خلال تطوير كاميرا لاسلكية عالية الكفاءة تحت الماء خالية من البطاريات، في الواقع، إنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بحوالي 100،000 مرة من الكاميرات الأخرى الموجودة تحت سطح البحر، حتى في البيئات المظلمة تحت الماء، يمكن للجهاز التقاط صور ملونة ونقل بيانات الصور لاسلكيًا عبر الماء.

ما يجعل هذه الكاميرا المستقلة فريدة من نوعها بشكل خاص هو أنها تعمل بالصوت، إنه يحول الطاقة الميكانيكية من الموجات الصوتية التي تنتقل عبر الماء إلى طاقة كهربائية تشغل معدات التصوير والاتصالات الخاصة بها، بعد التقاط بيانات الصورة وتشفيرها، تستخدم الكاميرا أيضًا موجات صوتية لنقل البيانات إلى جهاز استقبال يمكنه إعادة بناء الصورة.

نظرًا لأنها لا تتطلب مصدرًا للطاقة، يمكن أن تعمل الكاميرا لأسابيع متتالية قبل استرجاعها، وهذا من شأنه تمكين العلماء من البحث في الأجزاء البعيدة من المحيط بحثًا عن أنواع جديدة، يمكن استخدامه أيضًا لالتقاط صور لتلوث المحيطات أو مراقبة صحة ونمو الأسماك التى يتم تربيتها في مزارع تربية الأحياء المائية.

ويتم وضع محولات الطاقة المصنوعة من مواد كهرضغطية حول الجزء الخارجي للكاميرا وتستخدم للحصول على الطاقة، تنتج المواد الكهرضغطية إشارة كهربائية عند تطبيق قوة ميكانيكية عليها، وعندما تصطدم موجة صوتية تنتقل عبر الماء بالمحولات، فإنها تهتز وتتحول تلك الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

ويمكن أن تأتي هذه الموجات الصوتية من أي مصدر، مثل سفينة عابرة أو حياة بحرية، وتخزن الكاميرا الطاقة المحصودة حتى تتراكم بشكل كافٍ لتشغيل الإلكترونيات التي تلتقط الصور وتوصيل البيانات.

للحفاظ على استهلاك الطاقة عند أدنى مستوى ممكن، استخدم المهندسون مستشعرات تصوير جاهزة للاستخدام منخفضة الطاقة للغاية، ومع ذلك، فإن هذه المستشعرات تلتقط الصور ذات التدرج الرمادي فقط، ونظرًا لأن معظم البيئات تحت الماء تفتقر إلى مصدر الضوء، فقد احتاجوا أيضًا إلى تطوير وميض منخفض الطاقة.

وتم اختبار الكاميرا في عدة بيئات تحت الماء من قبل الباحثين، التقطوا صورًا لزجاجات بلاستيكية تطفو في بركة، كما تمكنوا من التقاط صور عالية الجودة لنجم بحر أفريقي بحيث كانت الدرنات الصغيرة على طول ذراعيه مرئية بوضوح، كان الجهاز فعالًا أيضًا في التصوير المتكرر للنبات تحت الماء على مدار أسبوع في بيئة مظلمة لمراقبة نموه.