Communication acoustique sous-marine inspirée des dauphins

Innovation : Industrie

ÉvoLogiques

Image: Le Miscellaniste / Unsplash / CC BY SA - Attribution Creative Commons + Partage dans les mêmes conditions

Naviguer dans le liquide

Les systèmes vivants qui se déplacent dans les liquides doivent contourner des obstacles physiques et trouver leur chemin d'un endroit à l'autre pour localiser les ressources ou les climats appropriés. De nombreux liquides sont plus denses que l'air, ce qui signifie qu'il s'agit d'un milieu plus épais à travers lequel les signaux doivent passer. D'autre part, les liquides ont tendance à mieux conduire certains signaux que l'air ou les solides. Les habitants liquides doivent utiliser des stratégies qui leur permettent de détecter et de suivre les signaux dans ce milieu dense. Par exemple, l'électricité se transmet bien dans l'eau et plusieurs organismes, tels que les anguilles électriques d'Amazonie, ont des organes qui détectent et utilisent des signaux électriques pour naviguer.

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Détecter les sons et autres vibrations de l'environnement

Pour les systèmes vivants, la détection du son et d'autres vibrations est importante pour communiquer et détecter les conditions dans leur environnement. Les systèmes vivants doivent localiser la source d'un signal afin qu'ils puissent se déplacer vers elle (comme lorsqu'il s'agit de nourriture ou d'un compagnon potentiel) ou s'en éloigner (comme lorsqu'il s'agit d'un prédateur). Pour déclencher une réponse appropriée, les systèmes vivants doivent détecter ces signaux, reconnaître leur amplitude ou leur volume (qui est parfois très faible) et déterminer leur direction. Les systèmes vivants doivent être à l'écoute des signaux qui les concernent et capables de les distinguer des sons non pertinents pour éviter de dépenser une énergie inutile. Par exemple, les oreilles des hiboux sont placées de manière asymétrique. Cela leur permet de détecter les sons avec plus de précision, ce qui les aide à localiser de petites proies la nuit et à éviter de gaspiller de l'énergie à chasser des sons non pertinents.

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Envoyer des signaux sonores

De nombreux systèmes vivants envoient des signaux auditifs pour communiquer avec les autres, notamment pour attirer, annoncer ou avertir. Ces sons doivent être audibles pour le destinataire prévu dans diverses conditions, telles que le vent, l'eau et les solides. De ce fait, chaque système vivant possède des sons spécifiques mieux adaptés à son environnement. Par exemple, certains oiseaux vivent dans des habitats bruyants, comme ceux situés le long de ruisseaux bruyants ou dans des zones venteuses. Ces oiseaux utilisent des fréquences sonores qui peuvent être entendues par d'autres oiseaux par rapport aux bruits environnementaux concurrents.

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Brevets

WO2000011817A2
PDF de 3.2 Mo

La technologie S2C d'EvoLogics aide à détecter les tsunamis plus tôt en maximisant la transmission des signaux sous-marins dans des conditions d'eau turbulente.

Avantages

Communication sous-marine fiable
Transmission fiable des signaux

Applications

Détection des tremblements de terre et des tsunamis
Communications maritimes

Objectifs de développement durable des Nations Unies abordés

Objectif 15 : La vie sur terre

Le projet

Une communication sans fil fiable est cruciale pour les applications maritimes et offshore, où les dysfonctionnements et les retards pourraient mettre en péril l'ensemble de l'opération. Tous les systèmes doivent pouvoir fonctionner dans les conditions météorologiques et maritimes les plus difficiles. La transmission de données sous l'eau est difficile en raison du mouvement, du bruit, de la bande passante limitée et des retards variables. Même par mer calme, une mauvaise qualité de transmission et des vitesses de transmission inférieures à la moyenne peuvent entraîner une altération ou une perte de la transmission. Les tremblements de terre et les tsunamis qu'ils peuvent générer peuvent entraîner des décès, des souffrances à long terme pour les survivants, des ravages généralisés et des dommages environnementaux dans des zones même éloignées de l'épicentre du séisme. Un système de détection précoce peut préparer les résidents à évacuer encore plus tôt et peut-être prendre des précautions pour réduire les dommages aux infrastructures.

Détails de l'innovation

La technologie S2C (Sweep-Spread Carrier) diffuse en continu les signaux sous-marins sur une large gamme de fréquences et adapte la structure du signal afin que les signaux n'interfèrent pas les uns avec les autres. Cela permet un décodage réussi des signaux dans des environnements difficiles, même lorsqu'ils sont fortement masqués par le bruit. Ces capteurs peuvent être utilisés pour détecter les tremblements de terre sous-marins et donc contribuer aux systèmes d'alerte aux tsunamis.

modems S2C. Photo: EvoLogics

Modèle biologique

Les dauphins gazouillent et chantent sur une large bande passante. Ce changement continu de fréquences sert non seulement à transmettre des informations, mais également à compenser les sources d'interférences pouvant survenir sous l'eau, telles que les échos et le bruit.

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a silver and gray dolphin jumps through the surface of a wave from above

Stratégie biologique

Les sifflets compensent la distorsion du son sous-marin

dauphins

Les dauphins envoient des sifflets à large bande et des rafales de clics pour éviter que les messages ne soient déformés sous l'eau.

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