Cientistas americanos descobriram uma maneira de navegar debaixo d’água sem GPS usando luz solar polarizada

Embora o GPS e outros sistemas de satélite sejam usados ​​efetivamente para determinar posições em terra, esses sistemas são ineficazes debaixo d’água. Cientistas da Universidade de Illinois Urbana-Champaign descobriram uma maneira de determinar a localização analisando os padrões de polarização da luz subaquática.

Fonte da imagem: Universidade de Illinois Urbana-Champaign

Se os sistemas GPS determinam a localização do usuário em terra usando sinais de vários satélites, então, debaixo d’água, esses sinais de rádio são extremamente fracos e instáveis, mesmo em profundidades relativamente rasas. Como resultado, a tecnologia não pode ser usada por mergulhadores, submarinos ou outros objetos.

Ao mesmo tempo, a luz do sol penetra muito mais fundo do que as ondas de rádio, embora seja polarizada na água, e a direção da polarização depende muito, por exemplo, do ângulo em que a luz incide na superfície, e isso, por sua vez, depende na data, hora do dia, bem como localização geográfica.

A equipe da universidade tirou cerca de 10 milhões de fotos com uma câmera subaquática com ótica especial em vários locais – tanto nos EUA quanto, por exemplo, na Macedônia do Norte. As fotografias foram tiradas em diferentes condições, em diferentes datas, em diferentes profundidades e em diferentes horas do dia. Depois disso, eles foram usados ​​para treinar a rede neural para identificar padrões de polarização previsíveis dados esses fatores.

Como resultado, a rede neural aprendeu a reconhecer as coordenadas das fotos subaquáticas com uma precisão de 40 a 50 km, embora com o desenvolvimento da tecnologia a precisão aumente significativamente. O sistema opera a uma profundidade máxima de até 300 m – a luz dificilmente penetra mais profundamente.

No entanto, a tecnologia permite potencialmente determinar coordenadas debaixo d’água tanto em mar aberto quanto, por exemplo, em corpos de água claros ou lamacentos em terra, durante o dia, à noite ou em profundidade. Os autores publicaram recentemente um relatório sobre os resultados do estudo na revista eLight.