Battery-free wireless imaging of underwater environments.
Battery-free wireless imaging of underwater environments.
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DOI：
10.1038/s41467-022-33223-x
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发表时间：
2022-09-26
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
水下环境成像对海洋科学、可持续性、气候学、国防、机器人、地质学、太空探索和粮食安全都非常重要。尽管水下成像技术取得了进展，但大多数海洋和海洋生物仍然没有被观察和发现。现有的水下成像方法不适合可扩展的，长期的，原位观测，因为它们需要电力和通信的系绳。在这里，我们描述了水下后向散射成像，一种可扩展的方法，实时无线成像的水下环境使用完全淹没无电池相机。这些摄像机从收集的声能中启动，使用超低功耗主动照明和单色图像传感器捕获彩色图像，并通过声学反向散射以净零功率进行无线通信。我们展示了在封闭和开放水域环境中对动物、植物、污染物和定位标签进行无线无电池成像。该方法的自我维持性质使其适合大规模，连续和长期的海洋部署，具有许多应用，包括海洋生物发现，潜艇监视和水下气候变化监测。作者提出了一种水下成像的方法，它不需要系绳或电池。低功耗摄像机使用收集的声能供电，并通过声学后向散射无线传输彩色图像。
Imaging underwater environments is of great importance to marine sciences, sustainability, climatology, defense, robotics, geology, space exploration, and food security. Despite advances in underwater imaging, most of the ocean and marine organisms remain unobserved and undiscovered. Existing methods for underwater imaging are unsuitable for scalable, long-term, in situ observations because they require tethering for power and communication. Here we describe underwater backscatter imaging, a method for scalable, real-time wireless imaging of underwater environments using fully-submerged battery-free cameras. The cameras power up from harvested acoustic energy, capture color images using ultra-low-power active illumination and a monochrome image sensor, and communicate wirelessly at net-zero-power via acoustic backscatter. We demonstrate wireless battery-free imaging of animals, plants, pollutants, and localization tags in enclosed and open-water environments. The method’s self-sustaining nature makes it desirable for massive, continuous, and long-term ocean deployments with many applications including marine life discovery, submarine surveillance, and underwater climate change monitoring. The authors present an approach to underwater imaging, which does not require tethering or batteries. The low-power camera uses power from harvested acoustic energy and communicates colour images wirelessly via acoustic backscatter.
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影响因子：
8.3
作者：
Bletsas, Aggelos;Kimionis, John;Karystinos, George N.
通讯作者：
Karystinos, George N.
影响因子：
4.1
作者：
Li, Baosheng;Huang, Jie;Willett, Peter
通讯作者：
Willett, Peter
影响因子：
9.8
作者：
Mora C;Tittensor DP;Adl S;Simpson AG;Worm B
通讯作者：
Worm B
DOI：
10.3390/s17071477
发表时间：
2017-06-22
期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Kao CC;Lin YS;Wu GD;Huang CJ
通讯作者：
Huang CJ
影响因子：
13.6
作者：
Katija K;Sherlock RE;Sherman AD;Robison BH
通讯作者：
Robison BH