音で発電するバッテリー不要の水中カメラ
 マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究グループが、音だけで発電し、さらにデータ送信まで行うワイヤレスの水中カメラを開発したそうだ。

 海中の生物を知るには水中カメラが必須だが、ここで問題となるのがその電源をどうするのかという点だ。

 新たに開発された音波式水中カメラなら、かさばる電池もコードも必要ないため、電源の問題を一気に解決することができる。
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音だけで発電するカメラ

 この水中カメラには、かさばる電池や電源コードなどはない。その代わりに、「トランスデューサー(変換器)」が内蔵されている。

 動物や船などが立てた音がトランスデュサーに届くと、その音の圧力が内部にある特殊な「圧電物質」を振動させる。

 これによって発電された電気をスーパー・キャパシタ(電気二重層コンデンサ)に蓄え、撮影に使うのだ。

 また、できるだけ電力消費を抑えるために、撮影用のセンサーは超省エネ仕様となっている。ただし、これと引き換えに、センサーが撮影できるのはグレースケール画像だけだ。

 そこで赤緑青の3種類のLEDで、3度個別に露出を行って撮影する。1枚1枚は白黒にしか写らないが、赤緑青の光がどのように反射されたのか解析して組み合わせれば、きちんとしたカラー写真を合成することができる。
Battery-free wireless underwater camera

データ送信も音波で行う

 また画像データも音波で送信される。

 まず水面に設置された送受信器から、カメラへ音波が放たれる。これを受け取ったカメラ内モジュールは、音波を反射するか(デジタルデータの1に相当)、吸収して反射しないか(0に相当)、どちらかの反応を示す。

 こうして送受信器に戻ってきた音波を分析することで、撮影された画像データを再現するのだ。
2
実験では音響プロジェクターでカメラの発電をおこなった。陸上でも応用できるそうだ。開発したMITのファデル・アディブ教授(左)と研究助手のワリード・アクバル氏(右

最終的には動画の撮影も可能に

 現時点で、この音波式水中カメラは、水深40メートルまでの静止画を撮影できるだけだ。だがそれでも、1週間かけて水中植物の成長を撮影することに成功したとのこと。

 研究グループは今、カメラの耐久性・持久力・記録容量の向上に取り組んでいる。最終的な目標は、リアルタイムでフルモーション動画を撮影できるようにすることだそうだ。

 この研究は『Nature Communications』(2022年9月26日付)に掲載された。

References:MIT engineers build a battery-free, wireless underwater camera | MIT News | Massachusetts Institute of Technology / written by hiroching / edited by / parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 08:52
  • ID:eZBhQKxf0 #

この技術が発展したら騒音があるとこで軽く電気作れたりする?

2

2. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 09:24
  • ID:FL3Z7Mc60 #

音で発電する
スピーカーにしたら
永久機関じゃね?

3

3. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 09:51
  • ID:8cwb299u0 #

ノーベル賞もんの発明じゃん!
すばらしい!!

4

4. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 09:54
  • ID:g9oz3fDZ0 #

※2
発電効率を仮に100%、その他もろもろ細かいことは除外して完全な循環を成立させたと仮定して考えたとしても不可能
この完全な循環機構の中でエネルギーは減ることはないが増えることもないから、音を人の耳に届ける=エネルギーを外へ放出しつつ発電を無限に続けるということは両立できない

5

5. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 10:17
  • ID:EiyGbgS10 #

※1
人の多い駅とか、高速道路とかで振動発電素子とか圧電素子とか言うものを使って発電しようという研究はされてますね。

6

6. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 11:03
  • ID:GnWHI0E70 #

※1
"振動発電"の一種だろうからいける。歩けば発電できる路面みたいなもん

※2
スピーカーに話し続ければ永久に使えるスマホができる可能性が?

7

7. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 11:14
  • ID:FLSYKoCx0 #

最終的には振動さえ有ればって事になりそうね

8

8. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 11:38
  • ID:nINX7cU30 #

声を上げれば発電できるね
元気があれは何でもできる 電気ですかー

9

9. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 11:59
  • ID:8b1p3vSo0 #

凄い変換効率ですね。まるで魔法だ。

10

10. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 12:30
  • ID:jo809Wyk0 #

さすが!まちゃちゅーちぇっちゅこうかだいがく

11

11. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 12:45
  • ID:AcoBadWW0 #

静止画で1日1回撮影とかだろ?
さすがに動画撮影が回せるような電力ではないよ。

12

12.

  • 2022年10月05日 14:17
  • ID:P7MUQM8U0 #
13

13. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 14:41
  • ID:ohKtweGK0 #

※11
効率が上がっていけば定点観測や来客時のみ画像記録とかに使えるようになるといいね
給電が必要なパーツが減れば配線や維持のための工事も減るから
エネルギーも場所も取らなくなるし
振動の多い機械の一部を自身の振動で動かすとか夢はあるなあ

14

14. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 17:01
  • ID:6986s.SK0 #

>>6
スマホは待ち受け時間やネットする時間もあるから全て賄うという訳にはいかないだろうけどね
※13と被るかもだけど、バッテリーの小型化本体の小型化や通話分賄えればバッテリーを連続待ち受け時間用に回せて長時間給電無しで使えるかもしれん

15

15. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 18:01
  • ID:DGd7uUOM0 #

>>1
そっちより、いかに低消費電力化できるかが鍵。
原文によると送れるのは数十から数百マイクロワット。

16

16. 匿名処理班

  • 2022年10月05日 18:06
  • ID:c2OjQEfM0 #

電卓のちっこいソーラーパネル以下の発電量か…あんまり応用はできなさそうだね。

17

17. 匿名処理班

  • 2022年10月06日 05:49
  • ID:Lb3c9kQF0 #

民間普及して盗撮に使われないかが心配

18

18. 匿名処理班

  • 2022年10月06日 08:38
  • ID:ailPLylb0 #

※6
スマホ用途は、中国なら可能。
(常時、ワチャワチャ騒ぐから)

19

19. 匿名処理班

  • 2022年10月06日 14:04
  • ID:u8PV9XFs0 #

クジラとか声?出す生物の発信機とかにも使えそう。

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