Подводные дроны научились "разговаривать" без всплытия: ученые создали новую антенну
Инженеры из Университета Флориды представили новую технологию беспроводной связи для работы под водой. Разработка получила название BlueME и базируется на магнитоэлектрических антеннах, способных передавать и принимать сигналы очень низкой и низкой частоты. Об этом пишет Gizmodo.
Смотрите также В Багамах нашли корабли настоящих пиратов Карибского моря: среди находок пушки и мушкетные
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале IEEE Journal of Oceanic Engineering. Проблема подводной связи существует уже десятилетиями. Вода очень плохо пропускает большинство радиосигналов, которые используются на поверхности. Именно поэтому Bluetooth, Wi-Fi и мобильная связь практически не работают под водой. Например, вода активно поглощает сигнал Bluetooth из-за его рабочей частоты 2,4 гигагерца.
Поэтому подводные аппараты обычно используют акустическую связь, то есть передачу информации с помощью звуковых волн. Однако такой способ имеет низкую скорость передачи данных и чувствителен к помехам.
Руководитель проекта Мохаммад Джахидул Ислам объяснил, что главной целью команды было создать систему с минимальным энергопотреблением.
"Нашим ориентиром было сохранить очень низкое потребление энергии – в идеале ниже, чем у стандартной стереокамеры, одновременно обеспечив надежную связь", – отметил исследователь.
По его словам, система BlueME работает примерно на 10 ваттах мощности даже в режиме максимальной производительности. Во время испытаний в океане антенны обеспечили стабильную передачу данных между устройствами на расстоянии до 700 метров.
Для сравнения, традиционные системы связи на сверхнизких частотах часто требуют значительно большей инфраструктуры и энергетических ресурсов.
Низкочастотная связь уже давно используется военными для связи с подводными лодками. Однако такие системы имеют существенный недостаток – огромные антенны. Длина волн сверхнизкочастотных сигналов может достигать около 100 километров, из-за чего оборудование становится чрезвычайно громоздким и дорогим.
Команда Университета Флориды нашла способ обойти это ограничение благодаря использованию пьезоэлектрических материалов. Они могут резонировать на определенных частотах независимо от физических размеров антенны. В результате исследователи создали компактное устройство, способное работать с низкочастотными сигналами без необходимости в больших антенных комплексах.
Для проверки технологии ученые использовали группу автономных морских роботов. Сегодня большинство подводных аппаратов могут передавать лишь ограниченные служебные сигналы или вынуждены периодически всплывать на поверхность для отправки накопленных данных.
"Координация между несколькими подводными роботами остается чрезвычайно сложной из-за ограниченности дальности и пропускной способности каналов связи", – объяснил Ислам.
Новая система потенциально позволяет беспилотникам обмениваться информацией без необходимости прерывать миссию и подниматься на поверхность.
Технологию проверили как в пресной, так и в соленой воде. Первый этап тестирования прошел в озере Валберг в штате Флорида. После этого систему испытали в открытом океане в значительно более сложных условиях.
По словам авторов исследования, система успешно работала даже при наличии мутной воды, природных помех и эффекта многолучевого распространения сигнала, которые обычно существенно ухудшают эффективность акустических и оптических систем связи.
Интересно, что толчком к созданию новой технологии стали медицинские исследования. Соавтор проекта Адам Халифа много лет работал над разработкой миниатюрных беспроводных имплантатов, которые можно вводить в организм без хирургического вмешательства. Во время работы он заметил неожиданное сходство между человеческим телом и морской средой.
"Я годами занимался проектированием миниатюрных беспроводных имплантатов и изучал эффективную передачу энергии в средах с высокой проводимостью", – рассказал Халифа.
По его словам, переломный момент наступил тогда, когда он осознал, что человеческое тело, которое в значительной степени состоит из воды, создает для беспроводной связи почти такие же физические трудности, как и океан.
"Наш организм фактически состоит из слабосоленой воды. Это осознание позволило взглянуть на проблему океанской связи совершенно по-новому", – объяснил исследователь.
Ученые считают, что технология может найти применение во многих сферах.
Среди потенциальных направлений использования:
Команда уже подала предварительную патентную заявку и планирует совершенствовать систему для работы с большими группами автономных подводных аппаратов. "Мы достигли этих результатов с очень ограниченными начальными ресурсами. При условии полноценной разработки и масштабного внедрения возможности могут быть значительно шире", – подытожил Халифа.
- Последние
- Популярные
Новости по дням
2 июня 2026
