"Το AquaApp φέρνει την υποβρύχια επικοινωνία στις μάζες." Αυτός είναι ο τολμηρός ισχυρισμός του αυτοδύτη καθηγητή Shyam Gollakota. «Η κατάσταση της υποβρύχιας δικτύωσης σήμερα είναι παρόμοια με το ARPANET, τον πρόδρομο του Διαδικτύου, τη δεκαετία του 1970, όπου μόνο λίγοι εκλεκτοί είχαν πρόσβαση στο Διαδίκτυο.
«Το AquaApp έχει τη δυνατότητα να αλλάξει αυτό το status quo εκδημοκρατίζοντας την υποβρύχια τεχνολογία και καθιστώντας την τόσο εύκολη όσο τη λήψη λογισμικού στο smartphone σας».
Εκτός αν χρησιμοποιείτε full-face μάσκα με το σύστημα comms, για τους περισσότερους δύτες τα σήματα χειρός είναι ο μόνος πρακτικός τρόπος επικοινωνίας πληροφοριών ασφάλειας και κατεύθυνσης κάτω από το νερό, όπως αντικατοπτρίζεται στην πρόσφατη Divernet χαρακτηριστικό Βουτήξτε σαν επαγγελματίας: Μάθετε να επικοινωνείτε υποβρύχια.
Τώρα οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον ελπίζουν να το αλλάξουν αυτό, έχοντας αναπτύξει αυτό που περιγράφουν ως «την πρώτη εφαρμογή για κινητά για ακουστική επικοινωνία και δικτύωση κάτω από το νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τις υπάρχουσες συσκευές των δυτών, όπως smartphone και smartwatches».
«Το έργο εν μέρει υποκινείται από εμπειρίες κατάδυσης με τους φίλους μου, καθώς και από κολύμβηση με αναπνευστήρα, όπου η επικοινωνία είναι μια πρόκληση, καθώς απαιτεί να σηκώνω το κεφάλι ταυτόχρονα με το άλλο άτομο, κάτι που είναι δύσκολο να συντονιστείς», δήλωσε ο καθηγητής Gollakota. είπε Divernet.
Τα σήματα χειρός μπορεί να παρερμηνευθούν και να προκαλέσουν σύγχυση, ειδικά σε απόσταση και σε χαμηλή ορατότητα, λέει η ομάδα, και ενώ η αμφίδρομη ανταλλαγή μηνυμάτων κειμένου μπορεί να προσφέρει μια λύση, απαιτεί δαπανηρό και δύσκολο στην πρόσβαση προσαρμοσμένο υλικό.
«Τα smartphone βασίζονται σε ραδιοφωνικά σήματα όπως το wi-fi και το Bluetooth για ασύρματη επικοινωνία. Αυτά δεν διαδίδονται καλά κάτω από το νερό, αλλά τα ακουστικά σήματα κάνουν», λέει ο Tuochao Chen, συν-επικεφαλής συγγραφέας με τον Justin Chan της μελέτης AquaApp. Οι δύο διδάκτορες στη Σχολή Paul G Allen του πανεπιστημίου εργάστηκαν στο έργο με τον καθηγητή Gollakota, διευθυντή του Mobile Intelligence Lab του σχολείου.
«Με το AquaApp, επιδεικνύουμε υποβρύχια μηνύματα χρησιμοποιώντας το ηχείο και το μικρόφωνο που είναι ευρέως διαθέσιμα σε smartphone και ρολόγια», λέει ο Chen. "Εκτός από τη λήψη μιας εφαρμογής στο τηλέφωνό τους, το μόνο πράγμα που θα χρειαστούν οι άνθρωποι είναι μια αδιάβροχη θήκη τηλεφώνου που έχει ονομαστική τιμή για το βάθος της κατάδυσής τους."
Πώς λειτουργεί
Χρησιμοποιώντας τη διεπαφή AquaApp, οι δύτες μπορούν να επιλέξουν από μια λίστα 240 προκαθορισμένων μηνυμάτων που αντιστοιχούν σε χειροκίνητα σήματα που χρησιμοποιούνται από επαγγελματίες δύτες, με τα 20 πιο κοινά (αυτά που είναι πιθανό να χρησιμοποιηθούν από δύτες αναψυχής) να εμφανίζονται σε περίοπτη θέση για εύκολη πρόσβαση. Τα μηνύματα μπορούν επίσης να φιλτραριστούν σε οκτώ κατηγορίες, όπως δείκτες κατεύθυνσης, περιβαλλοντικοί παράγοντες ή κατάσταση εξοπλισμού.
«Το υποβρύχιο σενάριο εμφανίζει νέα προβλήματα σε σύγκριση με τις εφαρμογές στον αέρα», λέει ο Chan. «Για παράδειγμα, οι διακυμάνσεις στην ισχύ του σήματος επιδεινώνονται λόγω αντανακλάσεων από την επιφάνεια, το δάπεδο και την ακτογραμμή. Η κίνηση που προκαλείται από κοντινούς ανθρώπους, κύματα και αντικείμενα μπορεί να επηρεάσει τη μετάδοση δεδομένων. Επιπλέον, τα μικρόφωνα και τα ηχεία έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ των μοντέλων smartphone.
«Έπρεπε να προσαρμοστούμε σε πραγματικό χρόνο σε αυτούς και άλλους παράγοντες για να διασφαλίσουμε ότι το AquaApp θα λειτουργούσε υπό πραγματικές συνθήκες», λέει. Αυτοί οι «άλλοι παράγοντες» περιλαμβάνουν την τάση των συσκευών να αλλάζουν γρήγορα τη θέση και την εγγύτητα στο ρεύμα και τον θόρυβο από κοντινά σκάφη και θαλάσσια ζώα.
Το AquaApp χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο για τη βελτιστοποίηση του bitrate και των ακουστικών συχνοτήτων κάθε μετάδοσης σε πραγματικό χρόνο, με βάση παραμέτρους όπως η απόσταση, ο θόρυβος και οι διακυμάνσεις απόκρισης συχνότητας.
Όταν ο δύτης Α θέλει να στείλει ένα μήνυμα στη συσκευή του δύτη Β, η εφαρμογή του Α μεταδίδει πρώτα μια γρήγορη σημείωση που ονομάζεται «προοίμιο». Το AquaApp στη συσκευή του δύτη Β εκτελεί τον αλγόριθμο για να καθορίσει τις καλύτερες συνθήκες για τη λήψη του προοιμίου και δίνει οδηγίες στη συσκευή του Α να στείλει το μήνυμα χρησιμοποιώντας αυτές τις συνθήκες.
Υποθαλάσσιο δίκτυο
Έχοντας αναπτύξει ένα πρωτόκολλο δικτύωσης για την κοινή χρήση πρόσβασης στο υποβρύχιο δίκτυο, η ομάδα λέει ότι το AquaApp μπορεί να φιλοξενήσει έως και 60 μοναδικούς χρήστες στο τοπικό του δίκτυο ταυτόχρονα.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές αξιολόγησαν την απόδοση του AquaApp, σε αποστάσεις έως 113 μέτρα και βάθη έως 12 μέτρα. «Δώδεκα μέτρα ήταν το μέγιστο βάθος στο οποίο μπορούσαμε να δοκιμάσουμε, αφού πρέπει να μετρήσουμε την απόσταση με ακρίβεια», λέει ο καθηγητής Gollakota. "Οι αδιάβροχες θήκες smartphone του εμπορίου μπορούν να υποστηρίξουν μεγαλύτερα βάθη έως και 40 μέτρα."
Οι έξι περιοχές δοκιμών αντιπροσώπευαν διαφορετικές συνθήκες νερού και επίπεδα δραστηριότητας και περιλάμβαναν κάτω από μια γέφυρα σε ήρεμα νερά, σε ένα δημοφιλές παραθαλάσσιο πάρκο με ισχυρά ρεύματα, δίπλα στην αποβάθρα ψαρέματος μιας πολυσύχναστης λίμνης και σε έναν κόλπο με δυνατά κύματα.
«Με βάση τα πειράματά μας, μέχρι τα 30 μέτρα είναι το ιδανικό εύρος για την αποστολή και λήψη μηνυμάτων κάτω από το νερό και τα 100 μέτρα για τη μετάδοση φάρων SOS», λέει ο Chen. «Αυτές οι δυνατότητες θα πρέπει να είναι επαρκείς για τα περισσότερα ψυχαγωγικά και επαγγελματικά σενάρια».
Η ομάδα έτρεχε επίσης το σύστημα συνεχώς σε δύο smartphone Samsung Galaxy S9 στη μέγιστη ένταση με οθόνες ενεργοποιημένες για τη μέτρηση του αντίκτυπου του AquaApp στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Η ισχύς μειώθηκε όχι περισσότερο από 32% σε διάστημα τεσσάρων ωρών, αναφέρουν.
«Έχουμε κάνει τον κώδικα και την εφαρμογή διαθέσιμα στο GitHub για να το δοκιμάσουν οι άνθρωποι», είπε ο καθηγητής Gollakota. Divernet. «Είμαστε στη διαδικασία αναζήτησης συνεργατών του κλάδου για να το κάνουμε αυτό εμπορικά διαθέσιμο. Τα καλά νέα είναι ότι εφόσον πρόκειται μόνο για λογισμικό και όχι υλικό, τα εμπόδια και το χρονοδιάγραμμα θα πρέπει να είναι μικρότερα σε σύγκριση με τον παραδοσιακό καταδυτικό εξοπλισμό».
Δεδομένα και κώδικας Android ανοιχτού κώδικα είναι επίσης διαθέσιμα στο Ιστοσελίδα AquaApp, και υπάρχει επίσης ένα βίντεο επίδειξης. Τώρα το ερώτημα είναι σε ποιο βαθμό οι δύτες θα αγκαλιάσουν αυτήν την εξέλιξη.
