Учёные из США нашли способ подводной навигации без GPS с помощью поляризованного солнечного света

Хотя GPS и другие спутниковые системы эффективно используются для определения координат на земле, под водой эти системы неэффективны. Учёные из Университета штата Иллинойс Урбана-Шампейн нашли способ определения местоположения, проанализировав модели подводной поляризации света.

Источник изображения: University of Illinois Urbana-Champaign

Если системы GPS определяют местоположение пользователя на суше с помощью сигналов нескольких спутников, то под водой такие радиосигналы крайне слабы и неустойчивы даже на относительно небольшой глубине. В результате технологию не могут использовать ни дайверы, ни подводные лодки или другие объекты.

При этом солнечный свет проникает значительно глубже, чем радиоволны, хотя и поляризуется в воде, причём направление поляризации во многом зависит, например, от угла, под которым свет падает на поверхность, а это, в свою очередь, зависит от даты, времени дня, а также географического положения.

Команда университета сделала около 10 млн фотографий подводной камерой со специальной оптикой в нескольких локациях — как в США, так и, например, в Северной Македонии. Фотографии делали в разных условиях, в разные даты, на разных глубинах и в разное время суток. После этого их использовали для тренировки нейросети, чтобы выявить предсказуемые модели поляризации с учётом данных факторов.

В результате нейросеть научилась распознавать по подводным фото координаты с точностью до 40-50 км, хотя по мере развития технологий точность значительно повысится. Система действует на максимальной глубине до 300 м — глубже свет почти не проникает.

Тем не менее, потенциально технология позволяет определять координаты под водой как в открытом океане, так и, например, в чистых или мутных водоёмах на суше, днём, ночью или на глубине. Отчёт о результатах исследования авторы недавно опубликовали в журнале eLight.