为了调查大部分尚未被探索的海洋，科学家们计划建立一个由相互连接的传感器组成的水下网络系统，并将数据发送到地面，形成一套水下“物联网”。因此，为这些在海洋深处长期停留的传感器提供恒定的电能是一个急待解决的问题。

麻省理工学院研究人员利用一个近零功率传输传感器的无电池水下通信系统，监测海洋温度，研究气候变化，长期跟踪海洋生物，甚至对遥远星球上的水域进行采样。该系统利用了两种关键效应，其中一种被称为“压电效应”，当某些材料的振动产生电荷时就会产生这种效应，另一种是“反向散射”，这是一种通常用于RFID标签的通信技术，是通过将调制后的无线信号从标签反射回阅读器来传输数据。

在系统中，发射器通过介质水向用以存储数据的压电传感器发送声波，当波击中传感器时，材料振动并储存产生电荷。然后传感器利用储存的能量将波反射回接收器，或者根本不反射。以这种方式在反射之间交替对应于传输数据中的位：对于反射波接收器解码为1；对于没有反射波的情况，接收器解码为0。麻省理工学院媒体实验室和电子工程与计算机科学系的助理教授Adib提到，一旦有了传输1和0的方法，就可以发送任何信息。他也是信号动力学研究小组的创始人。基本上，他们可以仅根据接收到的声音信号与水下传感器通信，并且他们正在收集这些信号的能量。

研究人员在麻省理工学院的一个水池中演示了压电声学后向散射系统，用来收集水温和压力测量数据。该系统能够在传感器和接收器之间10米的距离同时从两个传感器传输3千比特每秒的精确数据。Adib也提到，这个系统可以用来收集土星最大的卫星泰坦上发现的地下海洋的数据。今年6月，美国国家航空航天局（NASA）宣布，“蜻蜓”号将于2026年发射一辆探测车，探测月球、抽取水库和其他地点的样本。

（刘思青 编译）

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