Scovare oggetti sott’acqua ora è possibile combinando luce e suono

Gli ingegneri della Stanford University hanno sviluppato un metodo aereo per l’imaging di oggetti sottomarini combinando luce e suono per sfondare la barriera apparentemente invalicabile all’interfaccia tra aria e acqua. I ricercatori pensano che il loro sistema ibrido ottico-acustico un giorno possa venir utilizzato per condurre indagini marine biologiche basate su droni dall’aria, eseguire ricerche aeree di navi e aerei affondati e mappare le profondità dell’oceano. Il metodo – chiamato “Photoacoustic Airborne Sonar System” – è descritto in dettaglio in un recente studio pubblicato sulla rivista IEEE Access.

Il Photoacoustic Airborne Sonar System (PASS), combina luce e suono per sfondare l’interfaccia aria-acqua. L’idea è nata da un altro progetto che utilizzava le microonde per eseguire l’imaging e la caratterizzazione “senza contatto” delle radici delle piante sotterranee. Alcuni degli strumenti di PASS sono stati inizialmente progettati a tale scopo. Nel suo cuore, PASS gioca sui punti di forza individuali della luce e del suono.

Per fare ciò, il sistema spara prima un laser dall’aria che viene assorbito dalla superficie dell’acqua. Quando il laser viene assorbito, genera onde ultrasoniche che si propagano lungo la colonna d’acqua e si riflettono sugli oggetti sott’acqua prima di tornare indietro di corsa verso la superficie.

La potenza del suono

Le onde sonore di ritorno sono ancora prive della maggior parte della loro energia quando violano la superficie dell’acqua, ma generando le onde sonore sott’acqua con i laser, i ricercatori possono impedire che la perdita di energia avvenga due volte. Le onde ultrasoniche riflesse vengono registrate da strumenti chiamati trasduttori. Il software viene quindi utilizzato per ricostruire i segnali acustici come un puzzle invisibile e ricostruire un’immagine tridimensionale della caratteristica o dell’oggetto sommerso.

I sistemi sonar convenzionali possono penetrare a profondità da centinaia a migliaia di metri, e i ricercatori si aspettano che il loro sistema alla fine sarà in grado di raggiungere profondità simili. Ad oggi, PASS è stato testato in laboratorio solo in un contenitore delle dimensioni di un grande acquario. Il prossimo passo, dicono i ricercatori, sarà condurre test in un ambiente più ampio e, alla fine, in un ambiente di mare aperto.

Ph. Credit: Stanford University