MIT（マサチューセッツ工科大学）は、水中での使用を想定した新しいナビゲーションシステムを開発しました。このシステムは、GPSが水上や地上での移動に果たしてきた役割を、水中での道案内にも果たせる可能性があります。GPSは電波が水中に浸透しにくいため、水中まで届きません。潜水艦にソナーが搭載されているのは、音波を発射し、水中の物体や水面からの反射を測定するためです。しかし、一般的なソナーなどの音響信号方式は電力を大量に消費します。だからこそ、MITの新しいバッテリー不要のシステムには大きな可能性が秘められているのです。
GPSは比較的電力効率の高い技術でもあり、車載ナビゲーションからスマートフォンの地図まで、私たちの移動手段を大きく変革してきた理由の一つです。現在の水中ナビゲーション技術には限界があり、音響生成・伝送装置に電力を供給するために、通常は大型ですぐに消耗してしまうバッテリーパックを使用する必要があります。MITのシステムは、独自に信号を生成するのではなく、環境中に既に存在する信号を利用する、バッテリー不要の新しいタイプの音響ナビゲーションシステムで、これらすべてを置き換えるものです。
このシステムは圧電材料を用いて動作します。圧電材料は、音波の衝撃によって生じる歪みなど、機械的ストレスを受けると電荷を発生します。研究者たちは、これらのセンサーが音波情報をバイナリコードに変換する方法を開発しました。この方法は、周囲の海水温や塩分濃度などの測定に使用されていましたが、位置情報の特定にも使用できる可能性があると理論づけられました。
これは一見したほど複雑ではありません。なぜなら、音は水中の様々な表面で反射し、しばしば予測不可能な角度で戻ってくるからです。しかし、研究チームは「周波数ホッピング」と呼ばれる手法を用いて、様々な波長にわたって情報を収集することで、この現象を説明することができました。この手法は深海では効果的でしたが、現在、さらにノイズの多い浅瀬の環境でもより効果的なものにするための研究を進めています。
最終的には、このシステムと、同じ技術に基づく将来のバージョンにより、将来のロボット潜水艦探査機が海底の地図をより正確に作成し、あらゆる種類の自動監視と海中航行を実行できるようになる可能性があります。
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宇宙、科学、健康技術を専門とするライター。以前は自動車とモビリティ技術を担当し、AppleとShopifyに勤務。
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