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소통하는 돌고래의 초음파와 먼바다에서 조업을 끝내고 돌아가는 원양어선의 엔진소리도 에너지원이 될 수 있을까. 파델 아디브 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수팀이 9월 26일 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표한 무선 수중 카메라는 바다나 강 등 수중 환경 속 음파로 전력 문제를 해결한다. doi: 10.1038/s41467-022-33223-x

수중 카메라의 전력 공급은 수중 탐사의 큰 걸림돌이었다. 충분한 전력을 공급하려면 선박이나 수중드론 등에 전선을 연결하거나 충전식 배터리를 달아야 했다. 이 때문에 깊은 바다까지 들어가는 데 한계가 있었고, 카메라를 쓸 수 있는 시간도 한정적이었다. 

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 음파로 충전할 수 있는 무선 수중 카메라를 개발했다. 음파는 소리가 만들어내는 파동이다. 카메라는 물을 통해 이동하는 음파의 기계적 에너지를 전기 에너지로 바꾼다. 소리를 내는 물체가 있다면 계속해서 전기 에너지를 공급받을 수 있는 셈이다. 지나가는 배나 해양 생물들이 내는 소리도 에너지원이 될 수 있다. 

이번에 개발한 카메라는 촬영한 사진도 음파로 전송한다. 촬영한 데이터를 인코딩한 뒤 이미지를 재구성하는 수신기로 전송하는데 이때도 음파를 사용한다. 연구팀은 40m 거리에 떨어진 수신기에 데이터를 보내는 데 성공했다. 

아디브 교수는 “하드웨어를 최소화하면서, 시스템을 구축하고 정보를 전송하는 새로운 방법을 찾는 데 상당한 창의성이 필요했다”며 “해양 오염 사진을 촬영하거나, 물고기의 성장을 모니터링함으로써 기후 변화가 수중 세계에 어떤 영향을 미치는지 좀 더 이해할 수 있을 것”이라고 말했다.