Câmera subaquática sem bateria e sem fios para mapear os oceanos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/09/2022

A câmera subaquática pode ajudar a explorar regiões desconhecidas do oceano, rastrear a poluição ou monitorar os efeitos das mudanças climáticas.
[Imagem: Adam Glanzman]

Câmera sem bateria

Uma câmera subaquática que dispensa as baterias para funcionar pode ser a solução que faltava para mapear os 95% dos oceanos que nunca foram fotografados, filmados ou vistos pelos olhares humanos.

O dispositivo tira fotos coloridas mesmo em ambientes subaquáticos escuros, e transmite as imagens sem fio pela água.

Para isso, ela gera sua própria energia captando o som que se propaga pela água e que está presente em todos os oceanos.

A câmera converte a energia mecânica das ondas sonoras que viajam pela água em energia elétrica que alimenta seus equipamentos de imagem e comunicação. Depois de capturar e codificar os dados da imagem, a câmera também usa ondas sonoras para transmitir os dados para um receptor, que reconstrói a imagem.

O processo todo torna essa câmera subaquática sem fio e sem bateria cerca de 100.000 vezes mais eficiente em termos de energia do que outras câmeras submarinas, o que significa que ela pode operar durante semanas sem qualquer assistência.

Ela também pode ser usada para medir a poluição dos oceanos ou monitorar a saúde e o crescimento dos peixes criados em fazendas de aquicultura.

"Uma das aplicações mais interessantes desta câmera para mim pessoalmente está no contexto do monitoramento climático. Estamos construindo modelos climáticos, mas faltam dados de mais de 95% dos oceanos. Essa tecnologia pode nos ajudar a construir modelos climáticos mais precisos e entender melhor como as mudanças climáticas impactam o mundo subaquático," disse o professor Fadel Adib, do MIT, cuja equipe já havia construído um sensor sem baterias para monitorar os oceanos.

Para simplificar o projeto, o sensor da câmera capta apenas uma cor de cada vez.
[Imagem: Sayed Saad Afzal et al. - 10.1038/s41467-022-33223-x]

Gerador alimentado por som

A câmera gera sua própria eletricidade usando um nanogerador, um transdutor feito de materiais piezoelétricos, que são materiais que produzem um sinal elétrico quando uma força mecânica é aplicada a eles - ou vice-versa.

Quando uma onda sonora viajando pela água atinge os transdutores, eles vibram e convertem essa energia mecânica em energia elétrica.

A câmera vai armazenando a energia coletada até que ela atinja um nível suficiente para alimentar os eletrônicos que tiram as fotos e transmitem os dados, quando então ela entra em ação, parando novamente quando a energia cai abaixo de um certo nível.

Como a maioria dos ambientes subaquáticos não possui uma fonte de luz, a equipe também precisou desenvolver um flash de baixa potência. Para isso foram usados LEDs vermelho, verde e azul, que são usados em sequência: A câmera acende um LED vermelho, captura esse comprimento de onda, e repete o mesmo processo com os LEDs verdes e azuis, compondo a imagem no visível.

Agora que demonstraram um protótipo funcional, os pesquisadores planejam aprimorar sua câmera para que ela seja prática para implantação em configurações do mundo real. Isso vai exigir aumentar a memória da câmera, para que ela possa capturar fotos em tempo real, transmitir imagens ou até mesmo gravar vídeos subaquáticos.

Também será necessário aumentar o alcance da câmera: Nos testes, dados foram transmitidos com sucesso a distâncias de até 40 metros do receptor.

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