MIT mengirimkan GPS bebas baterai di bawah air

Berdasarkan komunikasi RF, perangkat GPS berkomunikasi dengan satelit untuk menentukan lokasinya melalui trilaterasi. Selain navigasi kendaraan, akan menjadi perjalanan laut jika ada aplikasi yang memanfaatkan teknologi GPS.

Trilaterasi GPS. Gambar digunakan dengan izin dari Ekuitas kolektif

Di tengah lautan, sangatlah penting untuk mengetahui lokasi kapal selam. Sayangnya, GPS konvensional tidak berfungsi di bawah air, dan alternatifnya kuat. Sekarang, para peneliti MIT mungkin telah menemukan solusi yang menyediakan lokalisasi bawah air tanpa memerlukan daya dalam jumlah besar.

Masalah dengan GPS Underwater

GPS bergantung pada komunikasi RF, yang mengacu pada transmisi dan penerimaan gelombang EM. Meskipun RF bekerja dengan baik di udara, air laut menghadirkan tantangan unik karena merupakan medium yang sangat konduktif. Sifat konduktif air berarti bahwa medium menawarkan daya serap tinggi dan akibatnya pelemahan tinggi, sehingga sama sekali tidak praktis untuk komunikasi RF.

Atenuasi EM di bawah air versus udara. Gambar digunakan dengan izin dari Daegli Park dkk.

Sebagai gantinya, sinyal akustik sejauh ini merupakan pilihan yang disukai untuk komunikasi nirkabel bawah air dan lokalisasi. Karena gelombang suara bukanlah gelombang EM, mereka tidak mengalami redaman bawah air yang sama tinggi seperti komunikasi RF.

Lebih lanjut, Partikel dalam air jauh lebih rapat daripada di udara, yang sebenarnya berarti suara bisa bergerak lebih cepat di air daripada di udara. Peringatan dari hal ini adalah bahwa harus ada jumlah energi awal yang lebih besar untuk memulai getaran.

MIT beralih ke komunikasi bawah air tanpa baterai

Salah satu perhatian utama dari GPS bawah air adalah komunikasi akustik karena memerlukan banyak daya dan mengganti atau mengisi ulang baterai di kapal selam mungkin tidak sepenuhnya praktis. Dalam upaya untuk mengatasi masalah ini, peneliti dari MIT mengumumkan teknik baru yang mereka katakan adalah langkah menuju komunikasi bawah air tanpa baterai.

Prinsip kerja dari teknik baru disebut Lokasi Percikan Bawah Air (UBL) adalah bahwa alih-alih memancarkan sinyal akustiknya sendiri, ia memantulkan sinyal termodulasi dari lingkungannya.

Foto sensor bebas baterai dalam kapsul polimer yang akan dibenamkan di Sungai Charles. Gambar digunakan dengan izin dari Reza Ghaffarivardavagh

Teknik ini menggunakan bahan piezoelektrik untuk menghasilkan muatan akibat interaksi dengan akustik di lingkungan. Kemudian bahan tersebut menggunakan muatan untuk secara selektif memantulkan kembali beberapa gelombang suara ke lingkungan.

Penerima menerjemahkan urutan refleksi, yang disebut ‘hamburan balik’, menjadi string biner di mana ‘1’ mewakili sinyal akustik yang dipantulkan dan sinyal akustik ‘0’ yang tidak dipantulkan. Teknik tersebut dapat mengirimkan informasi tentang lingkungan, melakukan lokalisasi menggunakan teknik jam waktu penerbangan, dan bahkan menemukan lokasi objek di bawah air.

Pelajari lebih lanjut tentang kemajuan dengan GPS

Peneliti MIT berharap UBL dapat membantu mendorong ledakan eksplorasi laut. Idenya adalah suatu hari UBL dapat membantu kendaraan otonom tetap bertahan di jaringan tanpa menghabiskan daya baterai yang berharga.

Pelajari lebih lanjut tentang sejarah GPS dan kemajuan modern di artikel Semua Tentang Sirkuit.