Presso KAUST è in fase di sviluppo un sistema in grado di trasmettere contemporaneamente luce ed energia a dispositivi energetici subacquei. L'Internet delle cose subacquee (IoUT) autoalimentato che raccoglie energia e decodifica le informazioni trasferite dai raggi di luce può migliorare il rilevamento e la comunicazione nei mari e negli oceani. I ricercatori KAUST stanno ora risolvendo alcune delle molte sfide a questa tecnologia impiegata in ambienti così difficili e dinamici.

"Le comunicazioni acustiche subacquee e le onde radio sono già in uso, ma entrambi hanno enormi svantaggi. La comunicazione acustica può essere utilizzata su grandi distanze ma non è nascosta (rendendola rilevabile da terzi) e può accedere solo a una piccola larghezza di banda, " spiega lo studente del master Jose Filho. "Inoltre, le onde radio perdono la loro energia nell'acqua di mare, che ne limita l'uso a basse profondità. Richiedono anche attrezzature ingombranti e molta energia per funzionare, " lui spiega.

"La comunicazione ottica subacquea fornisce un'enorme larghezza di banda ed è utile per trasmettere in modo affidabile informazioni su diversi metri, ", afferma il co-primo autore Abderrahmen Trichili. "KAUST ha condotto alcuni dei primi test di comunicazione subacquea ad alto bit rate, stabilendo record sulla distanza e la capacità di trasmissione subacquea nel 2015".

Guidato da Khaled Salama, Filho, Trichili e il team stanno studiando l'uso delle informazioni simultanee delle onde luminose e delle configurazioni di trasferimento di potenza (SLIPT) per trasmettere energia e dati a dispositivi elettronici subacquei.

"SLIPT può aiutare a caricare i dispositivi in ​​luoghi inaccessibili in cui l'alimentazione continua è costosa o non è possibile, " spiega Filho.

In un esperimento, il team KAUST è stato in grado di caricare e trasmettere istruzioni attraverso un serbatoio d'acqua lungo 1,5 metri a un pannello solare su un sensore di temperatura sommerso. Il sensore ha registrato i dati di temperatura e li ha salvati su una scheda di memoria, trasmetterlo in seguito a un ricevitore quando le informazioni nel raggio di luce gli hanno ordinato di farlo.

In un altro esperimento, la batteria di una macchina fotografica immersa nel fondo di un serbatoio alimentato con acqua del Mar Rosso è stata caricata tramite il suo pannello solare entro un'ora e mezza da un parzialmente sommerso, sorgente laser alimentata esternamente. La fotocamera completamente carica è stata in grado di trasmettere video della durata di un minuto al trasmettitore laser.

"Queste dimostrazioni sono state i primi dispositivi autonomi per raccogliere energia, decodificare le informazioni ed eseguire una funzione particolare, in questo caso il rilevamento della temperatura e lo streaming video, "dice Salama.

Il team KAUST sta ora lavorando all'implementazione di configurazioni SLIP subacquee. Stanno trovando modi per superare gli effetti della turbolenza sulla ricezione subacquea e studiando l'uso della luce ultravioletta per le trasmissioni che affrontano ostacoli subacquei. Stanno anche sviluppando algoritmi di posizionamento ottico subacqueo intelligenti che potrebbero aiutare a localizzare i dispositivi relè configurati per estendere i raggi di comunicazione dei dispositivi IoUT.

La loro ricerca e quella di altri sul campo potrebbero infine portare allo sviluppo di sensori subacquei autoalimentati per monitorare gli effetti dei cambiamenti climatici sulle barriere coralline, rilevamento dell'attività sismica e monitoraggio di oleodotti. Potrebbe anche portare allo sviluppo di piccoli robot autonomi per operazioni di ricerca e soccorso subacquei più accurate ed estese.