Hmm... Mikrofon Bawah Air Baru yang Mungil Bisa Mengubah Cara Kita Mendengarkan Suara Laut

MIT Researchers

Para ilmuwan di Laboratorium Lincoln MIT telah menciptakan jenis mikrofon bawah air baru, yang disebut hidrofon, yang lebih kecil, lebih murah, dan sama sensitifnya dengan yang digunakan saat ini.

Perangkat ini dibangun dari mikrofon MEMS sederhana yang tersedia secara komersial—jenis mikrofon kecil yang sama yang digunakan di ponsel pintar—dan dapat bermanfaat bagi Angkatan Laut AS, para peneliti, dan industri yang bergantung pada suara bawah air.

Hidrofon bekerja seperti mikrofon di udara, tetapi merekam suara di bawah air.

Suara-suara ini membantu para ilmuwan dan insinyur memahami lingkungan laut, melacak hewan laut, mempelajari peristiwa alam, dan mendukung operasi angkatan laut.

Hidrofon tradisional bisa besar dan mahal, jadi tim peneliti berupaya merancang sesuatu yang lebih kecil dan lebih terjangkau tanpa kehilangan kinerja tinggi.

MEMS, atau sistem mikroelektromekanik, adalah perangkat miniatur yang berisi bagian-bagian bergerak yang sangat kecil.

MEMS digunakan dalam banyak teknologi modern, tetapi yang mengejutkan, tidak ada hidrofon komersial saat ini yang menggunakan teknologi MEMS.

Tim awalnya berencana untuk membangun perangkat baru mereka menggunakan teknik mikrofabrikasi canggih.

Namun, pendekatan itu ternyata terlalu mahal dan rumit. Sebagai gantinya, mereka menemukan solusi yang lebih sederhana: membangun hidrofon di sekitar mikrofon MEMS yang tersedia di pasaran.

Untuk mengubah mikrofon standar menjadi perangkat pendeteksi air dalam, para peneliti bekerja sama dengan Universitas Tufts dan mitra industri.

Mereka menempatkan mikrofon di dalam polimer kedap air khusus sambil menyisakan rongga udara kecil di sekitar bagian mikrofon yang bergetar, yang disebut diafragma.

Kekhawatiran terbesar adalah bahwa celah udara dan kemasan dapat melemahkan sinyal.

Tetapi setelah banyak simulasi dan pengujian, tim menemukan bahwa sensitivitas mikrofon yang tinggi secara alami menyeimbangkan setiap kehilangan suara.

Perangkat tersebut melalui rekayasa yang cermat, termasuk pemodelan komputer, desain sistem elektronik, dan pembuatan prototipe.

Pada bulan Juli, tim menguji hidrofon di Danau Seneca di New York.

Mereka menurunkan perangkat ke kedalaman mulai dari 100 hingga 400 kaki dan mengirimkan sinyal bawah air untuk mengukur seberapa baik hidrofon mendeteksinya.

Uji coba di perairan dalam ini merupakan langkah penting karena uji coba sebelumnya hanya dilakukan di tangki air dalam ruangan.

Para peneliti ingin melihat apakah hidrofon akan bekerja dengan baik dalam kondisi nyata, termasuk tekanan tinggi dan suhu dingin. Hasilnya melebihi ekspektasi.

Hidrofon baru ini menangkap tingkat suara yang mendekati kondisi laut paling tenang—yang dikenal sebagai "kondisi laut nol"—bahkan pada kedalaman 400 kaki di bawah air dan dalam air bersuhu 40°F.

Ukuran yang kecil, biaya rendah, dan kinerja yang kuat dari prototipe ini membuatnya menjanjikan untuk berbagai penggunaan, mulai dari studi ilmiah hingga operasi militer.

Tim tersebut sekarang sedang membahas bagaimana membawa teknologi ini ke penggunaan pemerintah dan komersial dan berencana untuk terus menyempurnakan desainnya.