Een nieuw systeem dat gelijktijdig ultrahigh-definition live video uitzendt en feedbacksignalen ontvangt, biedt sterk verbeterde optische communicatie onder water.

De oceanen bieden een overvloed aan natuurlijke hulpbronnen, van voedsel en medicijnen tot energiebronnen. De diepe oceanen zijn grotendeels onontgonnen, maar hebben het potentieel voor nieuwe hulpbronnen om de snelgroeiende wereldbevolking te ondersteunen.

Om bestaande hulpbronnen te beschermen en nieuwe te ontdekken, zijn technologieën nodig die de onderwateromgeving effectief kunnen monitoren en verkennen. Exploratie wordt traditioneel uitgevoerd door op afstand bediende voertuigen (ROV), maar zelfs de meest geavanceerde ROV's hebben een beperkte manoeuvreerbaarheid en zijn vastgemaakt aan schepen, dus het risico van schade aan koraalriffen en pijpleidingen.

Nutsvoorzieningen, PhD-student Abdullah Al-Halafi en zijn supervisor Basem Shihada hebben een onderwater draadloos optisch communicatiesysteem (UWOC) ontwikkeld dat ultrahoge definitie, realtime-video, terwijl tegelijkertijd feedbacksignalen worden ontvangen om de kwaliteit van de video te verbeteren en de beweging van het voertuig te regelen.

"De uitdaging is om volledig autonome voertuigen te ontwerpen die zijn uitgerust met draadloze technologieën die live video van hoge kwaliteit kunnen verzenden, gecombineerd met detectiemogelijkheden en robotintelligentie die menselijke intuïtie en mobiliteit kan nabootsen, ", zegt Al Halafi.

De uitdaging aangaan, de onderzoekers hebben een bidirectioneel UOC-systeem gedemonstreerd dat een downlinkkanaal gebruikt om ultrahoge definitie live video te verzenden, geïntegreerd met een uplinkkanaal dat feedback geeft over de toestand van het communicatiekanaal en dat ook stuurcommando's kan sturen om het voertuig te manoeuvreren.

Door updates te geven over de voorwaarden van communicatiekanalen, de zender kan het vermogen en de modulatie van het videosignaal aanpassen aan de omstandigheden van de onderwateromgeving. Bijvoorbeeld, als het zicht goed is, meer videopakketten kunnen met hogere snelheden worden verzonden:maar als de helderheid van het water verslechtert, de video-overdracht wordt vertraagd, videokwaliteit behouden.

"De eindgebruiker zal geen verschil in videokwaliteit ervaren, aangezien het systeem videopakketten met dezelfde definitie levert, maar met geoptimaliseerde vermogens- en transmissiesnelheden, ", zegt Al Halafi.

Het systeemontwerp is zowel kosteneffectief als energiezuinig, en het biedt de hoogste videoresolutie en overdrachtssnelheden die tot nu toe zijn aangetoond voor een UWOC-systeem.

"Onze technologie maakt de weg vrij voor de overdracht van real-time video met zeer hoge kwaliteit in onderwateromgevingen, en zal naar verwachting aanzienlijke belangstelling wekken in zowel de academische wereld als de industrie, ', zegt Shihada.