تیم شناور هوشمند کارون

تکامل سریع محاسبات نورومورفیک الهام گرفته از مغز، می‌تواند به جستجوی دستگاههای الکترونیکی جدید منجر شود. ترانزیستورهای سیناپسی یک دستگاه سه ترمینال هستند که می‌توانند همزمان با مصرف کم برق، سیناپس‌های شیمیایی را تقلید کنند. در نتیجه، یک لایه دی الکتریک عایق سیگنال‌های ورودی و خروجی از نظر فیزیکی از یکدیگر جدا می‌شوند. انتخاب مناسب دی الکتریک برای دستیابی به طیف گسترده‌ای از فرکانس های عملکرد در این دستگاه‌ها بسیار مهم است. امروزه فرکانس عملکرد ترانزیستورهای سیناپسی پردازش شده با محلول را تقریباً با دو مرتبه اندازه به 50 کیلوهرتز بهبود می‌دهند. دستگاه‌های ساخته شده، پاسخ سیناپسی برای همه فرکانس‌های صوتی (20 هرتز تا 20 کیلوهرتز) را ارائه می‌دهند.

ارزش این تحقیقات وقتی معلوم می‌شود که بدانیم نظارت صوتی غیر فعال (PAM) گونه‌های دریایی اخیراً مورد توجه زیست شناسان قرار گرفته و اکنون در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، تراکم آب دریا باعث می‌شود تا صداها در فواصل بیشتری نسبت به هوا منتشر شوند.

زیر آب، به عنوان مثال، صداهای داران دریایی را می‌توان کیلومترها دور در اقیانوس‌های کم عمق و عمیق و با هیدروفون تشخیص داد. فیشر، همچنین، صداهایی را در آبهای کم عمق تولید می‌کند که از 8/9 متر تا صدها متر دیگر قابل تشخیص است. با این حال، داده‌های موجود در مورد انتشار صدا و دامنه تشخیص برای سخت پوستان کم است، اگرچه معلوم شده است که سخت‌پوستان تنوع زیادی از صداها را منتشر می‌کنند.
گیاهان دریایی صداهایی تولید می‌کنند که بیشتر با پالس‌های باند پهن مشخص می‌شوند، صداهای گذرا کوتاه با پهنای باند بزرگ. تخمین انتشار صدای آنها ممکن است چالش برانگیز باشد، زیرا آنها در آبهای ساحلی کم عمق (در اعماق زیر ده متر) زندگی می‌کنند. این به معنای میدان پیچیده صدا به دلیل محدودیت‌های فیزیکی مانند وجود مرزهایی است که توسط سطح آب و بستر دریا ایجاد می‌شود، و بنابراین مدل‌سازی دقیق انتشار صدا دشوار است.

در مدارات کنونی با فرکانس‌های بالا مواجه هستیم، اما هدف دانشمندان این است که تجهیزات الکترونیک نوین، فرکانس‌های بسیار پایین‌تر از امروز داشته باشند، تا بتوانند در پهنه دریا به پردازش‌های سه‌بعدی بپردازند، و با استفاده از اجزای مصنوعی به کمک نقص‌های مادرزادی یا اکتسابی بدن انسان برود. حتی، لازم است تغییراتی در استانداردهای فرکانس الکترونیک امروزی صورت گیرد. مثلا، آیا فرکانس 60 هرتز نشان‌دهنده بازآوری (Refresh) شدن داده 60 بار در ثانیه است؟ در همه وسایل الکترونیکی این طور است؟ در مورد شناورهای دریایی چطور؟

به طور کلی در تمام وسایل الکترونیکی این طور نیست. مثلا فرکانس 60 هرتز در صفحات نمایش نشان‌دهنده بازآوری داده‌ها، هر ثانیه 60 بار است، ولی در لامپ مهتابی فرکانس 60 هرتز نشان‌دهنده هر ثانیه 60 بار یا 120 بار است. این فرکانس به دستگاه بستگی دارد. مثلا در ماژول تله‌متری که تیم ما در مسابقات استفاده کرد، 433 MHz بود. 433 مگاهرتز یعنی چه؟ یعنی به اندازه‌ای که مثلا سیگنال صوت می‌آید و می‌رود. این فرکانس یکی از انواع مختلفي از ارتباطات است که مي‌بايست از فرکانس‌هاي مجزايي استفاده کنند تا از برخورد و تداخل با يکديگر اجتناب کنند.

یک هرتز معادل يک نوسان (چرخش يا سيکل) در ثانيه است.
يک مگا هرتز معادل يک کيليون نوسان در ثانيه است (يا يک‌ميليون هرتز).
يک گيگاهرتز معادل يک ميليارد نوسان در ثانيه است (يا هزار مگاهرتز).

نکته دیگر سيگنال‌هاي فرکانسي بالا مانند 5 گيگاهرتز هستند. این‌ فرکانس‌ها مي‌توانند حجم‌هاي بالاتري از داده را حمل نمايند ( اما در عوض محدوديت‌هاي بسياري ازنظر فاصله‌دارند و نيازمند توان انتقال بيشتري براي نفوذ در موانع و عبور از آن‌ها هستند).