Thiết bị mới nhất đầy hiệu quả để chinh phục đại dương

Bảo Trân
14/02/2021 07:40
D

Trong tương lai, sonar PASS có thể sử dụng tần số âm thanh thấp hơn và hoạt động từ thiết bị bay với độ cao lớn hơn nhiều. Các nhà nghiên cứu hiện đang thực hiện các thử nghiệm trong các môi trường lớn hơn, với mục đích có thể chứng minh PASS trong môi trường nước mở.

Hiện nay vẫn tồn tại một vấn đề nhỏ - sóng điện từ từ PASS vẫn cần phải vượt qua rào cản không khí-nước để được UAV thu nhận. Hiện tại, các sóng điện từ do PASS phát ra vẫn mất khoảng 90% năng lượng, nhưng vẫn hoàn toàn có thể cải tiến.

Các nhà nghiên cứu có thể giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả nếu họ tìm ra cách gắn một cảm biến nhỏ hơn có thể cảm nhận được sóng âm thanh đến dưới nước.

Khi đã sẵn sàng để sản xuất hàng loạt trên quy mô rộng, PASS có thể thay đổi thế giới, các dự án lập bản đồ đại dương quy mô lớn có thể được thực hiện, có thể phát hiện ra các quần thể sinh vật mới và có khả năng tìm ra các loài sinh vật mới.

PASS cũng có thể được sử dụng cho quân sự, nơi nó có thể phát hiện các mối đe dọa dưới nước hoặc tàu ngầm từ trên không. Với tiềm năng của PASS, sự thay đổi trong cuộc chiến chống ngầm có thể diễn ra khá nhanh chóng.

Không chỉ vậy, Fitzpatrick còn hình dung hệ thống này sẽ được sử dụng để tìm kiếm máy bay hay tàu bị mất hoặc tàu bị chìm. PASS là một ý tưởng tuyệt vời có thể thay đổi nhận thức của chúng ta về đại dương và thay đổi thế giới trong nhiều năm tới.

Hình ảnh mô tả nguyên lý drone dùng sonar PASS để phát hiện các vật thể dưới nước. Nguồn: forbes.com

PASS sử dụng các cảm biến khác nhau được gọi là đầu dò siêu âm vi cơ điện dung (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers - CMUT). Về thực chất, đây là những tụ điện được gia công siêu nhỏ bao gồm hai bản mỏng song song, gần nhau.

Bất kỳ sự rung động nào của các tấm, chẳng hạn như rung động gây ra bởi sóng âm, đều có thể dễ dàng phát hiện dựa trên sự thay đổi các đặc tính về điện của tụ điện.

Fitzpatrick cho biết, CMUT của họ hiệu quả hơn rất nhiều cho vai trò này so với bộ biến đổi áp điện. “Vì CMUT là thiết bị cơ học chuyển đổi sóng âm thành tín hiệu điện thông qua sự rung động của một tấm rất mỏng khi sóng âm tác động vào tấm màng, nên chúng có hệ số chuyển tiếp rất cao - có nghĩa là chúng có khả năng chuyển đổi phần lớn năng lượng của âm sang năng lượng điện.

CMUT là một phát minh của Stanford, được khám phá bởi giáo sư Butrus Khuri-Yakub, vào giữa những năm 1990. Chúng đã phát triển nhanh chóng và ngày càng được các công ty như Hitachi và Phillips sử dụng phổ biến trong siêu âm y tế.

Một ưu điểm của công nghệ là chi phí thấp; có thể có các mảng CMUT lớn và có độ nhạy cao, tương đương với radar mảng quét pha điện tử chủ động (Active Electronically Scanned Array – AESA) trên các máy bay hiện đại.

Nhóm nghiên cứu đã xem xét các phương pháp khác cảm nhận âm thanh từ không khí, bao gồm cả phương pháp đo rung bằng tia laser để phát hiện các rung động âm thanh trên bề mặt nước.

Tuy nhiên giải pháp này kém hiệu quả hơn, và đặc biệt là gặp khó khăn khi lọc tín hiệu từ tiếng ồn xung quanh. Bởi vì các CMUT được điều chỉnh để cộng hưởng ở tần số chính xác của xung âm thanh từ xung laser, chúng nhận tín hiệu rõ ràng và loại bỏ tiếng ồn lạ, không liên quan một cách hiệu quả.

PASS nguyên mẫu được tối ưu hóa để lập bản đồ đáy biển có độ phân giải cao, tạo ra một bản đồ ba chiều chi tiết. Hiện tại, các cuộc khảo sát như vậy được thực hiện bằng tàu thủy hoặc tàu ngầm không người lái, một quá trình chậm và tốn nhiều công sức. Khảo sát từ không trung có thể bao phủ các khu vực rộng lớn hơn nhanh chóng hơn nhiều.

Ý tưởng tuyệt vời dù còn nhiều việc phải làm

Cuộc trình diễn đầu tiên của PASS được thực hiện ở quy mô khiêm tốn, với mục tiêu nằm trong một thùng chứa cỡ một chiếc tàu cá được quét bởi một sonar chỉ cách mặt nước vài cm.

Nhưng các nhà phát triển không thấy có vấn đề gì đặc biệt khi tăng kích thước của nó ít nhất là bằng kích thước của một chiếc máy bay không người lái bay cao hàng chục mét trên mặt nước và quan sát các vật thể ở độ sâu hàng trăm mét. Sonar PASS sẽ là một thiết bị giá rẻ chỉ nặng vài kg, có thể trang bị cho một đội máy bay không người lái lướt trên biển.

Phương pháp mới khảo sát đáy biển kết hợp cả ánh sáng và âm thanh. Nguồn: medium.com

Nguyên lý hoạt động của PASS

Nhà nghiên cứu Aidan Fitzpatrick của Stanford nói: “Ý tưởng của chúng tôi về công nghệ được đề xuất là ghi lại hình ảnh liên tục khi phương tiện hàng không bay trên mặt nước, “tương tự như phương thức hoạt động của hệ thống radar khẩu độ tổng hợp hoặc hệ thống sonar khẩu độ tổng hợp trong nước hiện có”.

Để có được thành công này, PASS tích hợp hai công nghệ tiên tiến: kết hợp cả ánh sáng và âm thanh - cụ thể, sử dụng âm thanh tạo ra bằng tia laze và cảm biến âm thanh đời mới để có được những hình ảnh chất lượng cao về đáy đại dương.

Hiệu ứng quang âm được Alexander Graham Bell phát hiện lần đầu tiên vào cuối những năm 1800, quan sát thấy khi ánh sáng bị một vật hấp thụ và gây ra hiện tượng giãn nở nhiệt.

Kết quả là, vật thể phát ra sóng âm thanh, và sóng âm này có thể được ghi nhận bằng cảm biến siêu âm. Tại trường Đại học Stanford, Fitzpatrick và các cộng sự của ông đã sử dụng hiệu ứng quang âm trên nước.

Khi PASS bắn một tia laser với tần số nhất định lên mặt biển, trên bề mặt đại dương xảy ra hiện tượng giãn nở nhiệt nhanh chóng, làm phát ra sóng âm từ bề mặt nước.

Ở dưới nước, các sóng âm thanh này hoạt động tương tự như sóng sonar, tác động và phản xạ từ các vật thể, đáy biển, và gửi tín hiệu đến các phương tiện bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle hay Uncrewed Aerial Vehicle - AUV).

PASS sử dụng bộ phát hiện âm thanh có độ nhạy cực kỳ cao để đối phó với việc mất âm thanh khi truyền từ nước vào không khí. Dữ liệu sóng này do các UAV thu được sẽ được xử lý để tạo thành hình ảnh mà con người có thể nhận biết được. Hầu hết các cảm biến âm thanh hiện tại hoạt động dựa trên nguyên lý áp điện, dựa trên gốm sứ, tạo ra điện thế khi âm thanh tác động vào chúng.

Việc lập bản đồ hiện nay dựa trên công nghệ sonar, chậm và tốn nhiều công sức. Nguồn: schmidtocean.org

Theo Tạp chí Điện tử

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Giải mã sức mạnh có thể 'đánh gục' hệ thống Internet toàn cầu trong tích tắc

Giải mã sức mạnh có thể 'đánh gục' hệ thống Internet toàn cầu trong tích tắc

Sinh viên làm sữa thực vật từ bã đậu nành và hạt lựu

Sinh viên làm sữa thực vật từ bã đậu nành và hạt lựu

Các nhà khoa học thử nghiệm thực tiễn lá nhân tạo

Các nhà khoa học thử nghiệm thực tiễn lá nhân tạo

Phát hiện một trong những quần thể đá lớn nhất Châu Âu

Phát hiện một trong những quần thể đá lớn nhất Châu Âu

Giải đáp bí ẩn về cách thức các đại dương xuất hiện trên Trái đất

Giải đáp bí ẩn về cách thức các đại dương xuất hiện trên Trái đất

Bọt biển nano lọc nước hiệu quả

Bọt biển nano lọc nước hiệu quả

Ai-Da: Họa sĩ AI đầu tiên có hình dạng giống con người

Ai-Da: Họa sĩ AI đầu tiên có hình dạng giống con người

Những phát hiện mới kỳ thú của James Webb về hành tinh cách xa hàng tỉ năm ánh sáng

Những phát hiện mới kỳ thú của James Webb về hành tinh cách xa hàng tỉ năm ánh sáng

Phát hiện hồ nước muối sâu không có sinh vật sống

Phát hiện hồ nước muối sâu không có sinh vật sống

Mạch nước ngầm 1,2 tỷ năm tuổi là một trong những nguồn nước lâu đời nhất trên Trái đất

Mạch nước ngầm 1,2 tỷ năm tuổi là một trong những nguồn nước lâu đời nhất trên Trái đất

Tổng thống Mỹ Joe Biden và NASA công bố bức ảnh đầu tiên từ kính viễn vọng không gian James Webb

Tổng thống Mỹ Joe Biden và NASA công bố bức ảnh đầu tiên từ kính viễn vọng không gian James Webb

Công nghệ nhiệt hạch Z-pinch chìa khóa cho nhà máy điện hạt nhân mini

Công nghệ nhiệt hạch Z-pinch chìa khóa cho nhà máy điện hạt nhân mini

Tin mới cập nhật

Amazfit ra mắt đồng hồ thông minh nhỏ gọn GTS 4 Mini

Amazfit ra mắt đồng hồ thông minh nhỏ gọn GTS 4 Mini

Những người chiến thắng cuộc thi #TeamUnstoppable2022 tại Việt Nam

Những người chiến thắng cuộc thi #TeamUnstoppable2022 tại Việt Nam

“Điểm mặt” những tên miền mạo danh ngân hàng được dùng để lừa người dân

“Điểm mặt” những tên miền mạo danh ngân hàng được dùng để lừa người dân

Chạy bộ trên nền tảng ảo, lan tỏa giá trị tích cực cho xã hội

Chạy bộ trên nền tảng ảo, lan tỏa giá trị tích cực cho xã hội

WASH-UP - Ứng dụng đặt lịch rửa xe công nghệ

WASH-UP - Ứng dụng đặt lịch rửa xe công nghệ

Ứng dụng AI, MoMo muốn tối ưu hóa trải nghiệm của người dùng

Ứng dụng AI, MoMo muốn tối ưu hóa trải nghiệm của người dùng

FPT trình diễn công nghệ AI tại AI4VN 2022

FPT trình diễn công nghệ AI tại AI4VN 2022

 Mua chứng khoán số lẻ hàng thập phân qua ứng dụng fintech, cần lưu ý gì?

Mua chứng khoán số lẻ hàng thập phân qua ứng dụng fintech, cần lưu ý gì?

Thúc đẩy tăng trưởng xanh hướng tới phát triển bền vững

Thúc đẩy tăng trưởng xanh hướng tới phát triển bền vững

“10 năm - Phác hoạ hành trình đến tương lai”

“10 năm - Phác hoạ hành trình đến tương lai”

Nhiều iPhone thế hệ cũ đồng loạt giảm giá

Nhiều iPhone thế hệ cũ đồng loạt giảm giá

Intel TECH CAMP chính thức khai mạc

Intel TECH CAMP chính thức khai mạc

Tin đọc nhiều

Ai-Da: Họa sĩ AI đầu tiên có hình dạng giống con người

Ai-Da: Họa sĩ AI đầu tiên có hình dạng giống con người

Ứng dụng AI tìm kiếm người mất tích

Ứng dụng AI tìm kiếm người mất tích

Phát hiện mới giúp làm giảm nguy cơ tử vong ở người bị nhiễm COVID-19

Phát hiện mới giúp làm giảm nguy cơ tử vong ở người bị nhiễm COVID-19

Tinh dầu trong thuốc lá điện tử có thể làm mất khả năng lọc các mầm bệnh trong tương lai

Tinh dầu trong thuốc lá điện tử có thể làm mất khả năng lọc các mầm bệnh trong tương lai

Pin Lithium-Sulfur (Li-S) - Nguồn năng lượng của tương lai xe điện

Pin Lithium-Sulfur (Li-S) - Nguồn năng lượng của tương lai xe điện

Voi ma mút lông xoăn hồi sinh 'bằng xương bằng thịt' - Công nghệ biến điều không tưởng thành hiện thực

Voi ma mút lông xoăn hồi sinh 'bằng xương bằng thịt' - Công nghệ biến điều không tưởng thành hiện thực

RNA "tấn công" tế bào mang bệnh - Giải pháp đột phá trong điều trị ung thư

RNA "tấn công" tế bào mang bệnh - Giải pháp đột phá trong điều trị ung thư

Bốn tỷ năm trước, có ba "Trái Đất" trong hệ mặt trời, tại sao giờ đây chỉ còn lại một?

Bốn tỷ năm trước, có ba "Trái Đất" trong hệ mặt trời, tại sao giờ đây chỉ còn lại một?

Đây mới là tình bạn bền vững nhất trên Trái đất: 250 triệu năm vẫn bên nhau không rời

Đây mới là tình bạn bền vững nhất trên Trái đất: 250 triệu năm vẫn bên nhau không rời

Fagradalsfjall thức giấc sau 6.000 năm, mang theo dung nham đỏ rực

Fagradalsfjall thức giấc sau 6.000 năm, mang theo dung nham đỏ rực

Video xem nhiều

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Việt Nam thử nghiệm thành công cuộc gọi 5G đầu tiên trên thiết bị Make in Việt nam

Việt Nam thử nghiệm thành công cuộc gọi 5G đầu tiên trên thiết bị Make in Việt nam

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Xiaomi ra mắt Mi 10 và Mi 10 Pro: chip Snapdragon 865 và camera 108MP

Xiaomi ra mắt Mi 10 và Mi 10 Pro: chip Snapdragon 865 và camera 108MP

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019
Tiến sĩ Trần Văn Mạnh (Trung tâm Khuyến nông Quốc gia) đánh giá, việc phát triển sản xuất rau ứng dụng công nghệ cao nói riêng và sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nói chung là hướng đi đúng, tạo động lực mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam.
Kinh nghiệm quá hữu ích. Cần phổ biến ngay cho các cháu nhỏ.
Chúc mừng ngày thành lập ngành Bưu điện Việt Nam
Bài viết rất hay và ý nghĩa về eKGIS và hội thảo CNTT. Cảm ơn tác giả
Tình yêu , cống hiến ,nổ lực đã vượt qua những trở ngại tưởng chừng như không bao giờ qua được. Chúc Mừng Con người Đẹp , chúng tôi luôn tự hào !
Giờ mình mới biết - Chúc mừng chúc mừng con người Đẹp
Một con người dùng cả một cuộc đời cho tình yêu thiên nhiên . Ông đã đóng góp cống hiến cho nghành thực vật học nước nhà bảo tồn phát triển những loài lan quí hiếm . Xin chúc ngài có một sinh nhật ngài ấm áp hạnh phúc bên người thân . Mong xã hội và trên toàn thế giới có nhiều người tâm huyết như ông . Xin chúc cho tình cảm hữu nghị giữa hai đất nước TL & VN luôn bền chặt và thắm thiết . VN luôn yêu quí các bạn !
Con này chắc không bằng con Netgear Orbi RBS40 đâu mình đã dùng thử và đã lắp đặt nhiều nhà , cơ quan, resort , văn phòng , showroom . Con netgear Orbi có app kiểm tra từ xa và loại đối tượng thông qua tắt ip đối tượng đó
Nhu cầu tuyển dụng tăng gấp đột biến 4 lần trong một thời gian ngắn điều đó phản ánh tỉ lệ thất nghiệp trong những tháng đầu năm là 3/4 do ảnh hưởng của đại dịch covid-19 đây là một điều đáng buồn, rồi các cử nhân, kỹ sư sẽ đi đâu về đâu trong giai đoạn bất ổn này. Để cân bằng lại có thể mất một thời gian dài.