В своих исследованиях подводного мира человек забирается всё глубже под воду. Одни опускаются в батискафах на многокилометровую глубину, другие же устанавливают камеры и месяцами наблюдают за небольшими участками морского дна. Правда, у последних дела идут не очень хорошо, поскольку обслуживать камеры на большой глубине очень сложно. Вполне возможно, что эту проблему удалось разрешить учёным из МТИ.

Подводные исследования

Исследование глубин морей и океанов, конечно же, носит и практический характер. Полученные данные активно используются для разведки подводных месторождений полезных ископаемых, а также для прокладки межконтинентальных коммуникаций. Для их сбора используются новейшие технологии и глубоководные аппараты с высокой защитой, оснащённые по последнему слову техники. Тем не менее многие подводные исследовательские работы ведутся ради удовлетворения исключительно научного интереса, для изучения экологии и различных экосистем. Для этих целей используют долгосрочные наблюдения за определёнными участками морского дна, которые позволяют «вживую» увидеть любые изменения. Применяются для этих целей, в том числе и видеокамеры, их устанавливают для получения важных сведений о жизни подводных обитателей, но подобные изыскания осложняются из-за крайне неудобного расположения оборудования.

Самим камерам необходимо, прежде всего, питание, но прокладка кабеля к ним невозможна в силу вполне определённых причин: этому мешает, к примеру, большая удалённость, волнение и частые штормы. К тому же отснятый материал требуется регулярно забирать, поскольку далеко не всегда можно обеспечить непрерывную связь для постоянной трансляции. Поэтому научным сотрудникам приходится устанавливать оборудование, работающее на аккумуляторах, часто менять батареи и забирать полученные данные вручную. По этим причинам по-настоящему долгосрочные проекты, рассчитанные на долгие годы, реализовать очень сложно. Для этого требуется автономное оборудование, которое сможет длительное время работать без вмешательства человека. Вполне вероятно, исследовательская группа из Массачусетского технологического института смогла создать новый вид техники, не требующий внешнего питания и использования аккумуляторов.

Автономная камера

Учёные исходили из принципа, согласно которому камера должна работать на собственной энергии без необходимости получения её извне. Поскольку техника находится под поверхностью воды и зачастую на большой глубине, то использовать возобновляемые источники технически невозможно. Поэтому они решили использовать то, что есть под рукой, а именно звук. Звуковые колебания тоже обладают энергией, нужно лишь собрать её и преобразовать в приемлемый вид, в электрический ток, и сделать это решили при помощи пьезоэлектрических материалов.

Целый ряд материалов обладают пьезоэлектрическим эффектом, когда деформация вызывает появление электрического заряда, который скапливается на краях и, собранный электродами, образует электрический ток. Поскольку звуковые колебания тоже вызывают механическую деформацию, они могут послужить источником энергии. Конечно, исследователям пришлось потратить немало времени, чтобы изготовить пьезоэлектрические элементы большой чувствительности, улавливающие звуковые колебания, но они добились своего, а результат превзошёл все ожидания.

Тестовый источник тока разместили непосредственно на подводной камере и подключили к небольшой батарее. Как только камера погружается в воду и включается, пьезогенератор улавливает любой звук в воде и преобразует его в электрический ток. Конечно, его мощности недостаточно, чтобы обеспечить полноценное питание, поэтому он перенаправляется в батарею, и та постепенно накапливает заряд. Как только она заряжается, начинает работать монохромная камера с ультранизким энергопотреблением. Камера ведёт съёмку, пока заряд не иссякнет. Насколько эффективная такая схема работы, неизвестно, но подобный метод в будущем может оказаться весьма полезным.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!