Imagine a capacidade de transmitir informações embaixo d’água por quilômetros, consumindo uma quantidade de energia tão ínfima que parece quase mágica. Bem, essa realidade está mais próxima do que você pensa, graças aos pesquisadores do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) que desenvolveram um sistema de comunicação subaquática de ultra baixo consumo de energia. Essa inovação pode ser um marco para o monitoramento do clima, aquicultura e previsão de furacões costeiros.
Uma revolução na comunicação subaquática
A equipe de pesquisadores do MIT, liderada pelo professor Fadel Adib, do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação, e diretor do grupo Signal Kinetics no MIT Media Lab, conseguiu criar um sistema que consome aproximadamente uma milionésima parte da energia dos métodos tradicionais de comunicação subaquática. Isso representa um avanço notável, tornando possível a comunicação subaquática de longa distância de forma eficiente.
O MIT News mostra que esse projeto começou como uma ideia emocionante que, com o tempo, se tornou uma realidade palpável. O professor Adib enfatiza: “O que começou como uma ideia intelectualmente empolgante há alguns anos, comunicação subaquática com consumo de energia um milhão de vezes menor, agora é prático e realista. Ainda há alguns desafios técnicos interessantes a serem enfrentados, mas existe um caminho claro desde onde estamos agora até a implantação.”
A ciência por trás
A chave para essa comunicação submarina revolucionária está no uso do retroespalhamento de ondas sonoras. Esse método permite a codificação de dados em ondas sonoras que são refletidas de volta em direção a um receptor. Essa técnica de retroespalhamento permite direcionar os sinais refletidos de forma precisa, tornando a comunicação mais eficiente e ampliando significativamente o alcance.
Esse fenômeno de “retrodiretividade” reduz a dispersão do sinal em direções indesejadas, o que possibilita uma comunicação de longo alcance com consumo mínimo de energia. Testes realizados em um rio e no oceano demonstraram que o dispositivo retrodiretivo pode alcançar uma distância de comunicação mais de 15 vezes maior do que dispositivos anteriores, embora os experimentos tenham sido limitados pelo espaço disponível nas docas.
Modelagem para o futuro
Para entender melhor os limites dessa tecnologia, a equipe desenvolveu um modelo analítico para prever a distância máxima que a comunicação subaquática poderia alcançar. Esse modelo foi cuidadosamente elaborado, levando em consideração diversos parâmetros do sistema, como o tamanho dos nós piezoelétricos e a potência do sinal de entrada.
Um dos maiores desafios foi derivar uma função que capturasse a quantidade de sinal refletido por um nó piezoelétrico subaquático de tamanho específico. No entanto, os pesquisadores conseguiram criar um modelo que permite aos usuários inserir informações, como potência de entrada e dimensões do nó piezoelétrico, para estimar o alcance do sistema com precisão.
Esse modelo foi testado com dados de experimentos reais e provou ser capaz de prever com grande precisão o alcance dos sinais acústicos retrodirecionados, com um erro médio de menos de um decibel. Usando essa ferramenta, os pesquisadores demonstraram que um array de retroespalhamento subaquático pode potencialmente atingir alcances de comunicação de quilômetros.
O caminho para o futuro
Essa descoberta tem o potencial de revolucionar diversas áreas, desde o monitoramento do clima até a aquicultura e a previsão de fenômenos costeiros. Os pesquisadores do MIT planejam continuar estudando os arrays de retroespalhamento subaquático, com a possibilidade de avaliar alcances de comunicação ainda maiores usando barcos.
Além disso, eles estão comprometidos em disponibilizar ferramentas e conjuntos de dados para que outros pesquisadores possam construir sobre seu trabalho e acelerar o desenvolvimento dessa tecnologia. Paralelamente, estão explorando oportunidades de comercialização dessa tecnologia que promete transformar a comunicação subaquática.
Um passo rumo à realidade
O professor Omid Abari, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, enfatiza a importância desse avanço: “O alcance limitado tem sido um problema aberto nas redes de retroespalhamento subaquático, impedindo seu uso em aplicações do mundo real. Este artigo representa um grande avanço no futuro da comunicação subaquática, permitindo que ela funcione com o mínimo de energia enquanto alcança longo alcance.”
