Американські інженери створили компактну магнітоелектричну антену BlueME для стабільного підводного зв'язку між роботами

Дослідницька група з Університету Флориди (UF) розробила інноваційну систему підводного зв'язку BlueME, яка здатна кардинально змінити принципи взаємодії автономних підводних апаратів.

Джерело: techxplore.com

Проєкт, очолюваний асистентами професора кафедри електротехніки та комп'ютерної інженерії докторами Мд Джахідулом Ісламом та Адамом Халіфою, успішно об'єднав досвід у галузі морської робототехніки, бездротових систем та проектування мікропристроїв. Результати цієї передової наукової роботи, яка вже викликала великий інтерес у військово-морській сфері та представників офшорної індустрії, були опубліковані в авторитетному міжнародному виданні IEEE Journal of Oceanic Engineering.

Головною технічною проблемою сучасних підводних автономних систем є низька пропускна здатність і обмежений радіус дії стандартних передавачів, через що роботи змушені періодично випливати на поверхню для передачі даних. Робота системи BlueME базується на використанні унікальних компактних магнітоелектричних антен, які функціонують на власній природній резонансній частоті. Це дозволяє ефективно транслювати та приймати електромагнітні сигнали дуже низької та низької частоти (VLF/LF) в екстремальних умовах високої провідності та сильної каламутності води, де звичайні радіохвилі миттєво згасають.

Конструкторським проривом стало досягнення надзвичайно високої енергоефективності пристрою за його мінімальних фізичних габаритів. За словами розробників, їхнім головним орієнтиром було створення системи, яка б споживала менше енергії, ніж стандартна стереокамера підводного апарата. Створена антена повністю задовольнила ці суворі вимоги, демонструючи споживання на рівні всього 10 Вт при роботі на максимальній потужності. Такі показники дозволяють монтувати передавач на невеликі дослідницькі дрони без ризику швидкого розряджання їхніх акумуляторних батарей.

Ідея створення BlueME з'явилася завдяки міждисциплінарному науковому збігу, коли доктор Халіфа, який роками розробляв мініатюрні бездротові медичні імплантати, помітив схожість фізичних середовищ. Людське тіло, що складається переважно зі слабко солоної води, чинить такий самий опір радіосигналам, як і океанські глибини. Усвідомлення того, що мікротехнології для людського організму можуть ефективно працювати у масштабних масштабах океану, дозволило інженерам підійти до вирішення проблеми підводного зв'язку з принципово нового, нетрадиційного боку.

Під час серії успішних натурних експериментів, проведених від мілководних берегів озера Вальберг до солоних океанських глибин, прототип BlueME продемонстрував стабільну передачу сигналів на відстань, що перевищує 700 метрів. Завдяки цьому оператори місій змогли отримувати регулярні звіти від роботів у режимі реального часу кожні десять хвилин та оперативно коригувати завдання безпосередньо під час занурення. Наразі автори винаходу вже подали заявку на отримання тимчасового патенту та активно шукають додаткове фінансування для розширення програми тестувань.

Інженери переконані, що їхня розробка закладає фундамент для масштабної трансформації всієї світової морської робототехніки. У найближчому майбутньому подібні компактні антени дозволять цілим групам автономних підводних човнів та роботів координувати свої дії без участі людини, спільно досліджуючи морське дно чи інспектуючи підводні нафтопроводи. Це лише перші кроки на шляху до створення потужного комерційного продукту, здатного кардинально підвищити безпеку та ефективність глибоководних робіт у найскладніших океанічних умовах.