L'environnement sous-marin peut apparaître à l'œil humain comme un bleu terne, espace sans relief. Cependant, un vaste paysage de motifs de polarisation apparaît lorsqu'on le regarde à travers une caméra conçue pour voir le monde à travers les yeux de nombreux animaux qui habitent l'eau.

Des chercheurs de l'Université de l'Illinois ont développé une méthode GPS sous-marine en utilisant des informations de polarisation collectées avec une caméra bio-inspirée imitant les yeux de la crevette mante. Les résultats, Publié dans Avancées scientifiques , sont les premiers à démontrer un GPS sous-marin passif utilisant les propriétés de polarisation de la lumière sous-marine. Cette technologie pourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour la navigation sous-marine et la compréhension du comportement migratoire des animaux marins.

L'appareil photo, une variante d'un imageur de polarisation nommé Mantis Cam d'après la crevette qui l'a inspiré, tire parti de la réfraction de la lumière, ou des virages, lorsqu'il traverse la surface de l'eau et rebondit sur les particules et les molécules d'eau.

"Nous avons collecté des données de polarisation sous-marine du monde entier dans notre travail avec des biologistes marins et avons remarqué que les modèles de polarisation de l'eau changeaient constamment, " a déclaré le responsable de l'étude Viktor Gruev, professeur de génie électrique et informatique de l'Illinois et professeur au Carle Illinois College of Medicine. "C'était en contraste frappant avec ce que les biologistes pensaient des informations de polarisation sous-marine. Ils pensaient que les motifs étaient le résultat d'un dysfonctionnement de l'appareil photo, mais nous étions assez sûrs de notre technologie, Je savais donc que ce phénomène méritait une enquête plus approfondie."

Après son retour au laboratoire, Gruev et l'étudiant diplômé et co-auteur Samuel Powell ont déterminé que les modèles de polarisation sous-marine sont le résultat de la position du soleil par rapport à l'endroit où les enregistrements ont été collectés. Ils ont découvert qu'ils pouvaient utiliser les modèles de polarisation sous-marine pour estimer le cap et l'angle d'élévation du soleil, leur permettant de connaître leurs coordonnées GPS en connaissant la date et l'heure du tournage.

"Nous avons testé notre méthode GPS sous-marine en associant notre caméra bio-inspirée à une boussole électronique et à un capteur d'inclinaison pour mesurer les données de polarisation sous-marine sur une variété de sites à travers le monde, profondeurs, conditions de vent et heures de la journée, " dit Gruev, qui est également affilié au Beckman Institute for Advanced Science and Technology de l'Université de l'Illinois. "Nous avons découvert que nous pouvons localiser notre position sur la planète avec une précision de 61 km."