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Pesquisador do MIT usa nova técnica para monitorar mudanças climáticas e costeiras

Numa tentativa de ajudar na monitorização das alterações climáticas e costeiras, investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) demonstraram o primeiro sistema de redes e comunicações subaquáticas de potência ultrabaixa, que pode transmitir sinais através de distâncias à escala de quilómetros.

Esta técnica, na qual os pesquisadores vêm trabalhando há algum tempo, consome uma pequena fração da energia que outras técnicas de comunicação subaquática consomem. Os pesquisadores melhoraram a viabilidade da tecnologia para aplicações que incluem aquicultura, previsão de furacões costeiros e modelagem de mudanças climáticas, ampliando o alcance de comunicação de seu sistema sem bateria.

“O que começou como uma ideia intelectual muito interessante há alguns anos – comunicação subaquática com uma potência um milhão de vezes menor – é agora prático e realista. Ainda existem alguns desafios técnicos interessantes a serem enfrentados, mas há um caminho claro de onde estamos agora para a implantação”, – Fadel Adib, professor associado do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e diretor do grupo Signal Kinetics no Laboratório de mídia do MIT.

Em dois artigos que serão apresentados nas conferências ACM SIGCOMM e MobiCom este ano, os pesquisadores revelaram suas descobertas. Adib, que é o autor sênior de ambos os artigos, é acompanhado pelos co-autores principais Jack Rademacher, assistente de pesquisa, e Aline Eid, ex-pós-doutorada que agora é professora assistente na Universidade de Michigan, bem como assistente de pesquisa Waleed Akbar e Purui Wang e o pós-doutorado Ahmed Allam, no artigo SIGCOMM.

Usando comunicação subaquática de baixa potência para monitorar mudanças climáticas e costeiras

A comunicação de baixa potência é possível através do retroespalhamento subaquático, que codifica dados em ondas sonoras e os espalha de volta para um receptor. Esses desenvolvimentos tornam possível apontar com mais precisão os sinais refletidos de volta à sua fonte. A retrodiretividade reduz a quantidade de dispersão do sinal nas direções erradas, permitindo uma comunicação mais eficaz e de longo alcance.

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O dispositivo retrodiretivo demonstrou um alcance de comunicação 15 vezes maior do que os dispositivos anteriores quando testado em um rio e no oceano. A extensão das docas às quais os pesquisadores tiveram acesso, porém, limitou os testes.

Os pesquisadores também criaram um modelo analítico para prever o alcance máximo da tecnologia, a fim de compreender os limites da retrodifusão subaquática. Eles usaram dados experimentais para testar o conceito, que demonstrou que seu sistema retrodiretivo poderia se comunicar a distâncias de alguns quilômetros.

Além disso, eles codificaram dados binários no sinal refletido usando um método conhecido como comutação de polaridade cruzada. Cada nó possui um terminal positivo e um terminal negativo (muito parecido com uma bateria de carro), portanto o sinal refletido é um pouco maior quando os terminais positivo e negativo dos dois nós são acoplados.

Juntamente com a Instituição Oceanográfica Woods Hole, realizaram mais de 1.500 testes experimentais no conjunto no Oceano Atlântico, na costa de Falmouth, Massachusetts, bem como no rio Charles, em Cambridge, Massachusetts. O alcance de comunicação foi de 300 metros, mais de 15 vezes maior do que o comprovado anteriormente para o gadget.

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