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在深海也可以與外界保持聯絡,《實驗室奇妙遊》帶你探索水聲通訊的奧秘!

2024-12-07 18:04:07

《實驗室奇妙遊》是山東教育電視臺聯合山東省科技館策劃推出青少年科學教育類節目,節目擬帶領青少年走進高校及企事業單位的高科技實驗室,與科研工作者面對面,親身感受科學家精神,體驗科學研究過程,從而激發青少年的好奇心、想象力和探求欲,培養科學興趣,提升科學素質,努力在孩子心中種下科學的種子,引導孩子編織當科學家的夢想。

本期實驗室:青島科技大學水聲通訊實驗室

青島科技大學水聲通訊實驗室圍繞增強水聲通訊技術可靠性與安全性、水聲通訊裝備研發等國家重大戰略需求攻堅克難,先後申請並且獲批了青島市海洋裝備智聯網重點實驗室、山東省深海裝備智聯網重點實驗室,實驗室在水聲通信噪聲干擾抑制與接收端智慧處理技術方面取得了重大突破。

節目一開始,我們的科學少年團就在“科樂”的指引下,成功傳送到了青島科技大學。面對這所充滿科學氣息的大學,少年團的成員們興奮不已,紛紛表示要在這裡尋找科學的答案。

青島科技大學水聲通訊實驗室近年來致力於智慧水下通訊裝備、水下無線資料傳輸與組網、水聲對抗等方向的研究,目前實驗室有高效高可靠水聲通訊、水聲訊號智慧識別和仿生隱蔽水聲通訊三個研究方向,實驗室圍繞以上方向開展水聲通訊和組網領域的相關演算法研究、硬體開發、樣機研製,出海經過多輪實驗,技術成熟後推廣應用。研製的智慧水下通訊機可用於海洋環境監測、海洋牧場監測等海洋資料的採集與傳輸,提高海洋觀測能力,為服務海洋安全、海洋經濟提供重要支撐。那什麼是水聲通訊呢?

2020年,我國“奮鬥者”號載人潛水器在馬裡亞納海溝成功下潛至‌10909米‌,創造了中國載人深潛的新紀錄。這麼深的距離可以和水面母船進行交流,依靠的就是水聲通訊技術。不僅如此,從“蛟龍號”到“深海勇士號”,再到“奮鬥者號”,這些中國深海載人潛水器的探索任務,離不開水聲通訊技術的支援。

新一代電子資訊科技專業的學生宋佳洋為小社員們詳細講解了水聲通訊機的工作原理,還教大家組裝了電傳送機,模擬了水聲通訊機的工作流程,但是小社員們卻遇到了意想不到的問題,會是什麼呢?

新一代電子資訊科技專業的學生王猛為小社員們科普了仿生隱蔽水聲通訊技術。傳統水聲通訊技術存在聲源暴露、生態環境影響以及通訊安全等問題。特別是在開放水域,尤其是在戰場環境中,訊號的傳播受到水流、溫度、鹽度等因素的影響,容易受到敵方發射噪聲訊號干擾,這使得通訊安全性受到挑戰。還有就是水聲訊號在傳播過程中會對水下生態環境產生影響。過強的聲波可能會干擾海洋生物,如鯨魚和海豚,噪音汙染可能會干擾其導航和覓食行為,最終導致海洋哺乳動物的擱淺。為了克服這些問題,科學家和工程師受到自然界生物的啟發,開發了既隱蔽又環保的水聲通訊技術——仿生隱蔽水聲通訊。

為了讓大家更全面地瞭解水聲通訊,我們還邀請了青島科技大學副教授、碩士生導師林凱進行對話。林老師為我們介紹了科研團隊在水聲通訊領域取得的成果和技術創新,包括針對不同應用場景設計的水聲通訊機、複雜海洋環境下的水下高速無線通訊技術以及仿生水聲通訊等。同時,他還分享了在水聲通訊研究過程中遇到的困難和挑戰,以及攻克這些難關的方法和經驗。

深海是一個未知的世界。關於人類的起源、生物進化和地球演變的奧秘,可能都需要從深海探索當中找到答案。隨著科技的進步,科學家的不斷努力,我們相信未來人類對於深海的探索將會更加深入和廣泛。透過這次《實驗室奇妙遊》的探秘之旅,我們不僅解鎖了深海通訊的奧秘,還感受到了科學的魅力和力量。也希望電視機前的青少年能和我們的社員們一起,在心中播撒下科學的種子,為科技強國、製造強國貢獻出自己的力量。

《實驗室奇妙遊》,讓科學更快樂!我們下次再見!

本期嘉賓

播出時間

12月8日19:55——20:15

如《新聞聯播》延時,播出時間順延

收看方式

1.電視端:山東教育衛視。

2.網路端(支援回看):透過山東教育釋出App、養教有方App、山東教育電視臺微信公眾號、山東教育電視臺抖音客戶端收看。

本文編輯:Sunshine

責任編輯:林美妮

山東教育釋出 |

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