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GPS 기술은 모든 여행의 필수 동맹국이 되었습니다. 적어도 지구 표면에서는. 수중 세계에 대해 이야기하면 규칙이 크게 바뀌기 때문입니다. 문제는 이 위성 기술의 전파가 수중에서 급격히 저하된다는 사실에 있다. 지중해의 바닥을 따라 여행하고 싶다면 소나와 같은 음파에 의지하는 것이 더 나을 것입니다. 그러나 현재는 해결해야 할 또 다른 함정이 있습니다. 음파 방출에는 많은 에너지가 필요합니다. 잠수함을 상대할 때 단점은 아니지만 상어나 고래를 추적하는 장치라면 배터리가 필요하다. 이 생물은 바다에서 몇 달을 보내므로 교체가 어렵습니다. MIT는 그 문제에 대해 생각해 왔으며 음파 자체를 에너지원으로 사용하는 해결책을 찾은 것 같습니다.
UBL 입력
미국 연구원들은 이 기술을 Underwater Backscatter Localization을 의미하는 UBL이라고 명명했습니다. 이름은 복잡해 보이지만 개념은 비교적 간단합니다. 그것이 하는 일은 배터리를 사용하는 대신 압전 메커니즘에 대한 음파의 영향을 활용하는 것입니다. 참고로 압전은 석영과 같은 특정 재료에 기계적 압력을 가하여 전기를 생성하는 것입니다. MIT의 UBL은 기술적으로 무한정 작동할 수 있는 프로토타입 수중 추적기입니다.
이 장치는 본질적으로 수중 환경에서 압전 메커니즘으로 음파 에너지의 일부를 흡수하고 나머지는 음향 신호로 편향시킵니다. 그런 다음 수신기는 이 시퀀스(이것이 “후방 산란” 부분)를 이진 코드로 변환합니다. 따라서 UBL은 물의 염분과 온도에 대한 정보를 제공하는 음향 펄스에 대한 응답을 방출합니다. 또한 바다 생물의 정확한 위치와 기후 변화가 수중 환경에 미치는 영향까지 정확히 찾아냅니다.
바다의 메아리
이 기술은 큰 가능성을 가지고 있지만 몇 가지 문제에 직면해 있습니다. 그 중 가장 중요한 것은 메아리입니다. 이는 음향 신호가 수신기로 이동하지만 해저와 수면으로 이동하여 앞뒤로 튀기 때문입니다. 이는 주파수 호핑(frequency hopping)으로 알려진 기술인 다양한 주파수의 파도를 사용하는 것으로 충분하기 때문에 심해에서는 큰 문제가 되지 않습니다. 그러나 얕은 물에서는 파도의 에코가 바닥과 표면에 부딪혀서 배가됩니다. MIT 엔지니어들은 이 문제를 해결하기 위해 신호의 주파수 또는 비트 전송률을 줄여 음파를 변조하는 방법을 선택했습니다. 이 접근 방식을 사용하면 이전 신호가 사라질 때까지 새로운 신호가 방출되지 않습니다.
이 접근 방식의 유일한 문제는 움직이는 물체를 모니터링하려면 더 높은 비트 전송률이 필요하다는 것입니다. 음파의 간격이 너무 멀면 개체의 위치가 이미 변경된 것입니다. 수심, 사운드 주파수 및 추적 대상의 움직임 사이에서 올바른 균형점을 찾는 것이 이제 연구의 주요 초점입니다.
연구원들이 지적한 것처럼 달의 표면이 해저보다 더 잘 알려져 있기 때문에 이러한 발전은 매우 중요합니다. 그 이유 중 하나는 무인 로버가 길을 잃기 때문에 장기간 보낼 수 없기 때문입니다. 그리고 로버에 대해 말하자면, 이 기사를 추천합니다. 바다 생물에서 영감을 얻은 수중 로봇.
원천: MIT
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