一种无须电池、几乎不用电源供应的水下感测与通讯系统被科学家研发出来了，麻省理工学院表示，这将能用来大面积覆盖至今依然乏人问津的深层海洋，打造出“水下物联网”。
电子仪器不用充电、不须配备电池听起来很不可思议，但这确实是有可能美梦成真的研发方向，过去便有科学家尝试过开发无须充电的手机，虽然结果表明，还有巨大瓶颈尚待突破。
而麻省理工学院团队现在研发出无须充电、也不用装备电池的水下感测器，能近乎零功率传输数据。
但要如何为无数个长期泡在海洋深处的感测器提供恒定功率？研究人员结合了两种关键现象：反向散射（backscatter）、压电效应（piezoelectric effect）。
反向散射是一种常用于无线射频辨识（Radio Frequency IDentification，RFID）标签的通讯技术，透过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据；压电效应则是介电质材料中一种机械能与电能互换的现象。
团队研发的水下感测与通讯系统包含发射器、接收器、感测器三部分，发射器和接收器必须连接电源，所以得放在船上或海上浮标，电池容易更换；感测器则是放在水下，其核心系统包含一个节点（node）、一个容纳压电共振器的电路板、一个能量收集单元、一个微控制器。
首先，发射器透过水发出声波撞击存储数据的水下压电感测器，接着压电共振器吸收波后变形，如果不想反射波，则能量采集器从材料所产生的振动中储存少量电荷，接收器接收不到反射波，就会解码为 0；若感测器将声波反射给接收器，则接收器就会解码为 1，利用二进制方式有效通讯。
这项技术能将感测器布置在海洋深处，实时监测海水温度梯度变化，也可以将感测器放在欲长时间研究的海洋生物身上，追踪其去向而不用担心感测器耗尽电力；甚至，未来有机会应用在探测器上，收集其他行星、卫星的海水样本，比如土卫六泰坦。
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（首图来源：麻省理工学院）
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