Solo se conoce el 5% de los océanos, y el MIT quiere cambiarlo con esta cámara submarina que no necesita batería y manda datos a través del sonido

Por extraño que te parezca, el ser humano conoce más la superficie de Marte o el lado oscuro de la Luna que los mares de la Tierra: solamente se ha cartografiado el 5% de los océanos. El MIT ha presentado una solución única: una innovadora cámara submarina inalámbrica, que no necesita batería y cuya eficiencia energética es 100.000 veces superior a otras. 

La exploración submarina se ve lastrada precisamente por los elevados costes y las infraestructuras que demandan este tipo de dispositivos: normalmente hace falta atar la cámara a un barco de investigación o enviar a una embarcación que recargue su batería. 

El nuevo invento puede sacar fotografías en color, incluso en entornos marinos realmente oscuros, y enviarlos de forma inalámbrica a través del agua. Funciona con sonido, transformando la energía mecánica de las ondas que viajan a través del agua en energía eléctrica que alimenta su equipo de imágenes y comunicaciones. 

Tras capturar y codificar los datos de la imagen, la cámara submarina usa las ondas de sonido para transmitir datos a un receptor, encargado de reconstruir la imagen. Podría ayudar a encontrar nuevas especies en lugares remotos, a capturar imágenes de la contaminación por plástico o a monitorizar la salud de los peces. 

Su autonomía es un punto realmente destacable: la cámara del MIT podría funcionar durante semanas, ayudar a construir modelos climáticos más precisos y también contribuir a entender cómo el cambio climático afecta a los mares, según explica Fadel Adib, principal autor del artículo que explica el sistema, publicado en Nature. 

¿Cómo adquiere energía exactamente la cámara? A través de transductores hechos de materiales piezoeléctricos que se colocan alrededor de su exterior. Al aplicarse una fuerza mecánica sobre ellos, estos materiales producen una señal eléctrica. 

Así sucede con las ondas de sonido, que golpean los transductores, transformando la energía mecánica en eléctrica. La propia vida marina o los barcos generan sonido. 

La cámara almacena la energía recolectada hasta acumular la suficiente como para abastecer a los componentes electrónicos responsables de sacar fotos y comunicar datos. Para que el consumo fuera mínimo, se emplearon sensores de potencia ultrabaja e imágenes en escala de grises. También tiraron de creatividad para lograr un flash de baja potencia. 

Para resolver estos problemas lo hicieron simultáneamente usando LED de color rojo, verde y azul. verdes y azules. Cuando la cámara captura una imagen, enciende un LED rojo y luego usa sensores de imagen para tomar la foto. Repite el mismo proceso con los de otros colores. 

Así, aunque la imagen se ve en blanco y negro, la luz de colores se refleja en la parte blanca y al procesarse a posteriori, es posible reconstruir las fotografías en color. 

Los datos de las imágenes se codifican como bits y se envían a un receptor mediante un proceso llamado retrodispersión subacuática. 

Fotos de color en gran calidad en las primeras tomas de contacto

Al probar la cámara en varios entornos submarinos, pudieron sacar imágenes en color de botellas de plástico flotando en un estanque de New Hampshire. También sacaron fotos de gran calidad de una estrella de mar africana y de la planta submarina Aponogeton ulvaceus en un ambiente oscuro en el transcurso de una semana para monitorear su crecimiento.

Tras demostrar que se trata de un prototipo funcional, los investigadores planean mejorar el dispositivo para que sea todavía más práctico en el mundo real. Entre los cambios potenciales, destacan una mejora en la memoria de la cámara para que pueda capturar fotos en tiempo real, transmitir imágenes o incluso grabar videos bajo el agua.

También quieren ampliar su alcance. Por ahora, pueden transmitirse datos a 40 metros del receptor. "Abrirá grandes oportunidades para la investigación tanto en dispositivos IoT de baja potencia como en el monitoreo y la investigación bajo el agua", dice Haitham Al-Hassanieh, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign.