Công nghệ kết hợp âm thanh và ánh sáng để vẽ bản đồ đại dương

Các kỹ sư tại Đại học Stanford đã phát triển phương pháp tạo ảnh các vật thể dưới nước bằng cách kết hợp âm thanh và ánh sáng, cho phép vẽ bản đồ đại dương với độ phân giải cao.

"Hệ thống quang - âm định vị vật thể dưới nước từ trên không" có thể được lắp bên dưới các máy bay không người lái để khảo sát đại dương. Đăng trên tạp chí IEEE Access, phát minh này của nhóm kỹ sư đã phá vỡ rào cản mà những công nghệ trước đây gặp phải.

Các đại dương bao phủ khoảng 70% bề mặt Trái đất, tuy nhiên chỉ có một phần nhỏ độ sâu của chúng được chụp và vẽ bản đồ ở độ phân giải cao.

Công nghệ kết hợp âm thanh và ánh sáng để vẽ bản đồ đại dương
Ảnh minh họa công nghệ quang - âm khảo sát đại dương - (Ảnh: KINDEA LABS).

Loading...

Nguyên nhân chủ yếu là bởi sóng âm khi vượt từ không khí sang nước, và ngược lại, sẽ mất đi hơn 99,9% năng lượng do hiện tượng phản xạ. Vì thế, thiết bị quan sát nếu dùng sóng âm sẽ tiêu tốn năng lượng 2 lần khi phát và nhận tín hiệu, đồng nghĩa với 99,9999% năng lượng giảm đi.

Còn đối với các sóng bức xạ điện từ như ánh sáng, vi ba và tín hiệu rađa, nước sẽ hấp thụ chúng. Do đó các thiết bị dùng các sóng này cũng khó truyền từ không khí sang nước. Điều này có thể giải thích lý do vì sao ánh sáng mặt trời không truyền đi xa dưới đại dương được, và các điện thoại thông minh không thể gọi dưới nước bởi sóng điện thoại là một dạng bức xạ điện từ.

Theo SciTechDaily, nhóm nghiên cứu đã loại bỏ các rào cản đó bằng một cải tiến. Ý tưởng xuất phát từ việc hình dung một hệ thống lai giữa ánh sáng và âm thanh có thể giúp từ trên không trung mà khảo sát đại dương, dò tìm tàu chìm và máy bay rơi, vẽ bản đồ độ sâu đại dương với tốc độ và mức độ chính xác tương tự khi thực hiện trên mặt đất.

"Chúng tôi đã phát triển một hệ thống đủ nhạy để bù đắp vào sự mất mát năng lượng mà vẫn cho phép tín hiệu dò tìm và tạo ảnh", Phó giáo sư Amin Arbabian tại Đại học Kỹ thuật Stanford, dẫn đầu nghiên cứu, nhận định.

Các sóng siêu âm phản xạ được ghi lại bởi những bộ chuyển đổi. Phần mềm vi tính sẽ ráp các mẩu tín hiệu âm thanh lại với nhau và tái thiết ảnh 3 chiều về đặc điểm địa hình hay vật thể dưới nước.

"Giống như ánh sáng bị khúc xạ hay "bẻ gãy" khi truyền từ không khí sang nước hay bất kỳ môi trường nào đậm đặc hơn, siêu âm cũng bị khúc xạ. Thuật toán dựng lại hình ảnh của chúng tôi sẽ hiệu chỉnh sự bẻ gãy xảy ra khi sóng siêu âm đi ngược từ nước vào không khí", Arbabian nói.

"Chúng tôi dự kiến công nghệ này sẽ lắp đặt trên trực thăng hay máy bay không người lái, có thể hoạt động ở độ cao hàng chục mét bên trên mặt nước", Aidan Fitzpatrick, tác giả chính của nghiên cứu, kỳ vọng.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Thiết bị tự hành dưới nước giúp kiểm tra đập thủy điện, tàu thuyền

Thiết bị tự hành dưới nước giúp kiểm tra đập thủy điện, tàu thuyền

Công ty khởi nghiệp Notilo-Plus ở Marseille đã thiết kế các mẫu thiết bị tự hành có chức năng thu thập dữ liệu trong môi trường nước.

Đăng ngày: 03/12/2020
Quạt cây tự động quay theo người dùng

Quạt cây tự động quay theo người dùng

Quạt cây Following Fan nặng 9,5kg, trang bị camera để theo dõi chuyển động của người dùng và quay đến đúng hướng.

Đăng ngày: 03/12/2020
Cảm biến CO2 của Infineon cải thiện không khí trong nhà

Cảm biến CO2 của Infineon cải thiện không khí trong nhà

Cảm biến XensivTM PAS CO2 được Infineon phát triển trên công nghệ quang phổ quang âm PAS, có thể nâng cao chất lượng không khí trong không gian kín.

Đăng ngày: 27/11/2020
Máy in 3D tốc độ lên tới 10 tấn bê tông mỗi giờ

Máy in 3D tốc độ lên tới 10 tấn bê tông mỗi giờ

Máy in 3D dùng cho xây dựng được giới thiệu là nhanh nhất thế giới dự kiến xây tòa nhà ba tầng trong 6 tuần.

Đăng ngày: 27/11/2020
Điện thoại thông minh kháng khuẩn đầu tiên trên thế giới

Điện thoại thông minh kháng khuẩn đầu tiên trên thế giới

Mới đây, Tập đoàn điện thoại di động Bullitt đã giới thiệu chiếc điện thoại thông minh kháng khuẩn đầu tiên trên thế giới sử dụng ion bạc để giảm sự lây lan của vi khuẩn tới 99,9% chỉ trong 24 giờ.

Đăng ngày: 26/11/2020
Phương pháp đột phá trong tái chế nhựa đa lớp

Phương pháp đột phá trong tái chế nhựa đa lớp

Các nhà khoa học phát triển thành công một quy trình tái chế dựa trên dung môi, hứa hẹn có thể giúp cắt giảm hàng triệu tấn rác thải nhựa.

Đăng ngày: 25/11/2020

"Thuốc xịt" vi diệu biến vật thể bất kỳ thành robot tí hon

Chỉ cần xịt lớp phủ nam châm, viên thuốc sẽ 'hô biến' thành robot và đi đến đúng nơi cần đến, giúp việc điều trị đạt hiệu quả cao nhất.

Đăng ngày: 21/11/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News