Su altındaki sistem, güç üretmek, veri göndermek ve alabilmek amacıyla “piezoelektrik” malzemelerin titreşimini kullanır.

Gezegenimizin çoksını amacıylae alan geniş, keşfedilmemiş okyanusları tetkikk amacıyla incelemeciler; bir sualtı “nesnelerin interneti” olan yüzeye veri gönderen birbirine bağlı duyargalerden meydana gelen bir ağ kurmayı amaçlamaktadır. Ancak, okyanusların derinliklerinde uzun vakit kalacak şekilde geliştirilmiş duyargalere sıksık güç nasıl verilir?

MIT incelemecilerının bu soruya bir yanıtı var: Sensör verilerini iletmek amacıyla sıfıra yakın güç kullanan, pilsiz bir sualtı etkileşim sistemi… Sistem; iklim değişikliğini incelemek ve uzun vakit deniz yaşamını izlemek amacıyla deniz sıcaklıklarını ve hem de uzak gezegenlerde suları örneklemek amacıyla kullanılabilir.

Sistem iki asli olguyu kullanır.“Piezoelektrik Tesiri” olarak adlandırılan bir tanesi, muhakkak malzemelerdeki titreşimler elektrik yükü oluşturduğunda alana kazanç. Diğeri, RFID etiketleri amacıyla vakitgelen olarak kullanılan, modüle edilmiş kablosuz sinyalleri bir etiketten yansıtarak ve bir okuyucuya geri ileterek veri ulaştıran bir etkileşim yöntemi olan “Geri Saçılma” dır.

Araştırmacılar sistemde; bir verici, veriyi depolayan piezoelektrik bir duyargae doğru su yolu ile akustik dalgalar gönderir. Dalga duyargae çarptığında, malzeme titreşir ve meydana çıkan elektrik yükünü depolar. Daha sonra  duyarga; bir dalgayı alıcıya geri yansıtmak amacıyla depolanan enerjiyi kullanır ya da hiç yansıtmaz. Bu şekilde yansıma arasında geçiş, iletilen verilerdeki bitlere karşılık gelir: Yansıtılmış bir dalga amacıyla, alıcı bir 1 kod çözer; yansıyan bir dalga amacıyla, alıcı bir 0 kodunu çözer.

MIT Medya Laboratuvarı Doçent Yardımcısı ve Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Bölümü, Signal Kinetik Kurucu Direktör Fadel Adib: “1 ve 0’ları iletmenin bir yolunu bulduğunuzda, rastgele bir bilgi gönderebilirsiniz. Temel olarak, sadece enerjisini harcadığımız gelen ses sinyallerine dayanarak su altı duyargaleriyle etkileşim kurabiliyoruz.”

Araştırmacılar Piezo-Acoustic Backscatter System’i bir MIT havuzunda su ısısı ve basınç ölçümlerini toplamak amacıyla kullanarak gösterdiler. Sistem; duyarga ve alıcı arasında 10 metrelik bir uzaklıkta iki duyargaden aynı anda saniyede 3 kilobayt doğru veri iletebildi.

Uygulamalar kendi gezegenimizin ötesine geçer. Adib; düzenin yeni keşfedilen yeraltı okyanusunda Satürn’ün en büyük ayı Titan’da veri toplamak amacıyla kullanılabileceğini söylüyor. NASA; Haziran ayında, Dragonfly’nin 2026’da ayı keşfetmek, su rezervleri ve başka alanları örneklemek amacıyla bir gezici gönderme misyonunu açıkladı.

Uzun Vadeli Derin Deniz Algılama

Vericinin ve alıcının kuvveti olmalı, fakat pillerin değiştirilmesinin basit bulunduğu ya da karadaki prizlere bağlandığı gemilere ya da şamandıralara yerleştirilebilir. Bir verici ve bir alıcı; bir ya da çoğu kısmı amacıylae alan çoğu duyargaden bilgi toplayabilir.

Araştırmacı Adib: “Örneğin, bir deniz hayvanını takip ederken, uzun bir vakit vakitsince onu takip etmek ve duyargaü uzun vakit üstünde tutmak istersiniz. Bataryanın bitmesi konusu ile ilgili endişelenmek istemiyorsanız ya da okyanustaki sıcaklık derecelerini izlemek istiyorsanız, bir dizi değişik yeri amacıylae alan duyargalerden bilgi alabilirsiniz.”

Diğer enteresan bir program ise tuzlu su havuzlarının, okyanus havzalarındaki havuzlarda oturan geniş tuzlu su alanlarının izlenmesi ve uzun vadeli izlenmesi zordur. Örneğin; deniz buzu oluşumu esnasında tuzun oturduğu Antarktika Rafı’nda var olurlar ve erime; buz ve deniz yaşamının havuzlarla etkileşimi üstüne çalışılmasında yardımcı olabilirler.

Tayvan Ulusal Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Profesörü Polly Huang: “Bu harika bir fikir… Ancak, enerjiyi toplamak amacıyla piezoelektrik kristalleri kullanan bir haber değil; aynı anda bir radyo olarak kullanıldığını ilk kez görüyor ki; duyarga ağı / sistem tetkik topluluğunun duymadığı bir şey… Hem de enteresan ve benzersiz donanım tasarımı ve üretimidir. Kapsülleme dönemi ve tasarımı hem dayanıklı hem de enteresan…

Sistem; bilhassa deniz suyunda hala daha çok tecrübeye lüzumsinim duyar. Bu; uzun vadeli, düşük insan kuvveti lüzumtiren, deniz biyografisi, oşinografi ve hem de meteoroloji kısmındaki incelemeciler amacıyla nihai çözüm olabilir.”

Araştırmacılar daha sonra; düzenin daha uzak mesafelerde çalışabileceğini ve aynı anda daha çok duyargale etkileşim kurabileceğini göstermeyi amaçlamaktadır. Hem de, düzenin ses ve düşük çözünürlüklü görüntüler iletip iletemediğini test etmeyi umuyorlar.