水下通信依赖声波，需要大量的能源，水下传感器的电池终会耗尽，限制了对水下世界的探索。MIT的研究人员发明了一项技术，可以在没有电池的情况下进行感知和通信。他们使用了一种能将压力波转换成电力的材料来制作传感器，这种属性叫做“压电效应”。当声波撞击传感器，压力波会导致材料振动，这会产生电能，从而驱动传感器。压电材料还能将电能再转换回声波，但这仍需要大量能源，所以怎么才能不借助电池实现通信呢？

这种传感器使用存储的能量将环境中已存在的声波反射出去，而不是重新产生新的声波。为了通信，传感器一会儿吸收声波，一会儿将声波反射回接收器。一个外部接收器将分辨反射回的声波之间的区别。对于反射波，接收器将解码为1；如果没有反射波，接收器将解码为0。这使传感器可以通过二进制传输任何信息，就像电脑一样。不同的是，电脑需要数十亿个晶体管，这种传感器只需要两个晶体管来通信。这使传感器可以以现有水下传感器百万分之一的能耗来发送信息。

这项技术还可以支持多个传感器同时工作。由于具备了自我供电和通信的能力，人们就可以植入不同类型的传感器并在水下使用。他们已经尝试用它监测水下温度和压力，这些指标能够帮助人们了解水下气候变化，预测海平面的上升。这项技术的应用不局限在地球上。该系统还被用于收集土星最大卫星泰坦最近发现的地下海洋中的数据。

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http://news.mit.edu/2019/battery-free-sensor-underwater-exploration-0820