مطالعات جدید دانشمندان بر روی قطبش نور خورشید این امکان را مطرح کرده است تا بتوان موقعیت جغرافیایی و شرایط مختلف زیر آب را به دقت تعیین و شناسایی کرد.
به گزارش تکناک، در حالی که از GPS می توان برای تعیین مختصات جغرافیایی در خشکی استفاده کرد، اما در زیر آب چنین نیست. با این حال، دانشمندان یک جایگزین احتمالی را به شکل سیستمی ایجاد کرده اند که نحوه قطبش نور خورشید توسط آب را تجزیه و تحلیل می کند.
GPS با محاسبه موقعیت کاربر نسبت به چهار یا چند ماهواره که همگی در مکان های شناخته شده به دور زمین می چرخند، عمل می کند. این سیستم تنها در صورتی کار میکند که بتواند سیگنالهای رادیویی را از آن ماهوارهها دریافت کند، اما این سیگنالها به خوبی از طریق آب عبور نمیکنند. در نتیجه، غواصان، زیردریایی ها و ربات های زیر آب ها یا هر چیز دیگری نمی توانند از این فناوری در زیر آب استفاده کنند.
نور خورشید در آب بسیار بهتر از امواج رادیویی حرکت می کند، اگرچه مایع نور را قطبی می کند. این بدان معناست که امواج نور به جای اینکه در چند جهت مانند هوا حرکت کنند، همه در یک جهت و در امتداد یک صفحه حرکت می کنند. این جهت عمدتاً با زاویه برخورد نور خورشید به سطح آب تعیین می شود که بر اساس تاریخ و زمان روز (ارتفاع خورشید) و موقعیت جغرافیایی متفاوت است.
با در نظر گرفتن این واقعیت، تیمی از دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign به رهبری پروفسورهای ویکتور گروف و دیوید فورسایت با گرفتن تقریباً 10 میلیون عکس با یک دوربین زیر آب که مجهز به یک لنز ویژه بود، شروع به کار کردند. آن لنز الگوهای قطبش زیر آب را در چهار مکان نشان داد، یعنی یک دریاچه آب شیرین در ایلینوی، آب های ساحلی در فلوریدا کیز، یک خلیج در شهر تامپا، فلوریدا و یک دریاچه در کشور مقدونیه شمالی.
عکسها در شرایط آب از شفاف تا تیره، در اعماق مختلف در تاریخهای مختلف در زمانهای مختلف گرفته شدهاند و هر عکس با این دادهها برچسبگذاری شده است. آنها پایگاه داده ای را تشکیل دادند که برای آموزش یک شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفت و یاد گرفت که چگونه الگوهای پلاریزاسیون به شیوه ای قابل پیش بینی با توجه به عوامل فوق متفاوت است.
آن شبکه متعاقباً توانست بر اساس تاریخ، زمان و الگوی قطبش، موقعیت جغرافیایی را که در آن یک عکس زیر آب توسط دوربین گرفته شده است، تعیین کند.
در حال حاضر، محدوده دقت این سیستم بین 40 تا 50 کیلومتر است، با این حال با پیشرفت فناوری، این اعداد به طور قابل توجهی بهبود مییابد. استفاده از این سیستم محدود به عمق حداکثر 300 متر است، زیرا نور خورشید در اعماق بیشتر نمیتواند نفوذ کند.
گروف گفت: ما برای اولین بار نشان می دهیم که شما می توانید موقعیت جغرافیایی خودتان یا یک دوربین را در شرایط مختلف، چه در آب های آزاد اقیانوس، آب های شفاف یا آب های کم دید، در روز، در شب یا در عمق های مختلف تعیین کنید. زمانی که متوجه شدید کجا هستید، می توانید شروع به کاوش و استفاده از آن اطلاعات کنید تا درک بهتری از دنیای زیر آب یا حتی نحوه حرکت حیوانات داشته باشید.
