"AquaApp tuo vedenalaisen viestinnän massoille." Tämä on sukeltaja prof Shyam Gollakotan rohkea väite. ”Vedenalaisen verkottumisen tila on nykyään samanlainen kuin 1970-luvun Internetin edeltäjä ARPANET, jossa vain harvoilla oli pääsy Internetiin.
"AquaApp voi muuttaa tätä status quoa demokratisoimalla vedenalaisen teknologian ja tekemällä siitä yhtä helppoa kuin ohjelmiston lataaminen älypuhelimeesi."
Ellei käytä koko kasvoa naamio viestintäjärjestelmän avulla käsimerkit ovat useimmille sukeltajille ainoa käytännöllinen tapa välittää turvallisuus- ja suuntatietoja veden alla, kuten viimeaikaisesta Divernet ominaisuus Sukella kuin ammattilainen: Opi kommunikoimaan veden alla.
Nyt Washingtonin yliopiston tutkijat toivovat voivansa muuttaa tämän, koska he ovat kehittäneet "ensimmäisen mobiilisovelluksen akustiseen viestintään ja verkottumiseen veden alla, jota voidaan käyttää sukeltajien olemassa olevien laitteiden, kuten älypuhelimien ja älykellojen" kanssa.
"Projektia motivoivat osittain kokemukset ystävieni kanssa sukeltamisesta sekä snorklauksesta, jossa kommunikointi on haaste, koska se vaatii pään nostamisen samanaikaisesti toisen henkilön kanssa, mikä on vaikea koordinoida", Prof Gollakota kertonut Divernet.
Käsimerkkejä voidaan tulkita väärin ja ne voivat aiheuttaa hämmennystä, etenkin etäisyyden ja huonon näkyvyyden ollessa kyseessä, ja vaikka kaksisuuntaiset tekstiviestit voivat tarjota ratkaisun, se vaatii kalliita ja vaikeasti saatavilla olevia mukautettuja laitteistoja.
"Älypuhelimet käyttävät langattomassa viestinnässä radiosignaaleja, kuten wi-fiä ja Bluetoothia. Ne eivät leviä hyvin veden alla, mutta akustiset signaalit kyllä, sanoo Tuochao Chen, yksi AquaApp-tutkimuksen pääkirjoittajista Justin Chanin kanssa. Yliopiston Paul G Allen Schoolin kaksi tohtoriopiskelijaa työskentelivät projektin parissa professori Gollakotan, koulun Mobile Intelligence Labin johtajan kanssa.
"AquaAppilla esittelemme vedenalaista viestintää käyttämällä kaiutinta ja mikrofonia, jotka ovat yleisesti saatavilla älypuhelimissa ja kelloissa", Chen sanoo. "Sovelluksen lataamisen lisäksi puhelimeen ihmiset tarvitsevat vain vedenpitävän puhelinkotelon, joka on mitoitettu sukelluksen syvyyden mukaan."
Kuinka se toimii
AquaApp-käyttöliittymän avulla sukeltajat voivat valita luettelosta 240 esiasetettua viestiä, jotka vastaavat ammattisukeltajien käyttämiä käsimerkkejä, joista 20 yleisintä (jotka todennäköisesti käyttävät vapaa-ajansukeltajia) näkyvät näkyvästi näytöllä helpon pääsyn vuoksi. Viestit voidaan myös suodattaa kahdeksaan kategoriaan, kuten suuntavilkut, ympäristötekijät tai laitteiden tila.
"Vedenalainen skenaario tuo esiin uusia ongelmia verrattuna ilmassa käytettäviin sovelluksiin", Chan sanoo. ”Esimerkiksi signaalin voimakkuuden vaihtelut pahentavat pinnasta, pohjasta ja rannikolta tapahtuvien heijastusten vuoksi. Lähellä olevien ihmisten, aaltojen ja esineiden aiheuttama liike voi häiritä tiedonsiirtoa. Lisäksi mikrofoneilla ja kaiuttimilla on erilaisia ominaisuuksia eri älypuhelinmalleissa.
"Meidän piti sopeutua reaaliajassa näihin ja muihin tekijöihin varmistaaksemme, että AquaApp toimisi todellisissa olosuhteissa", hän sanoo. Näitä "muita tekijöitä" ovat laitteiden taipumus muuttaa nopeasti paikkaa ja läheisyyttä virrassa sekä läheisten alusten ja merieläinten melu.
AquaApp käyttää algoritmia, joka optimoi kunkin lähetyksen bittinopeuden ja akustiset taajuudet reaaliajassa etäisyyden, kohinan ja taajuusvasteen vaihteluiden kaltaisten parametrien perusteella.
Kun sukeltaja A haluaa lähettää viestin sukeltajan B laitteelle, A:n sovellus lähettää ensin pikaviestin nimeltä "johdanto". Sukeltajan B laitteen AquaApp suorittaa algoritmin määrittääkseen parhaat olosuhteet johdannon vastaanottamiselle ja kehottaa A:n laitetta lähettämään viestin näiden ehtojen mukaisesti.
Vedenalainen verkko
Kehitettyään verkkoprotokollan pääsyn jakamiseen vedenalaiseen verkkoon, tiimi sanoo, että AquaApp voi majoittaa jopa 60 ainutlaatuista käyttäjää paikallisessa verkossaan kerralla.
Tämän jälkeen tutkijat arvioivat AquaAppin suorituskykyä jopa 113 metrin etäisyyksillä ja 12 metrin syvyyksillä. "Kaksitoista metriä oli suurin syvyys, jolla voimme testata, koska meidän on mitattava etäisyys tarkasti", sanoo Prof Gollakota. "Kaupalliset älypuhelimen vedenpitävät kotelot tukevat suurempia syvyyksiä jopa 40 metriin."
Kuusi testipaikkaa edustivat erilaisia vesiolosuhteita ja aktiivisuustasoja, ja ne sisälsivät sillan alla tyynessä vedessä, suositussa rantapuistossa, jossa on voimakkaita virtauksia, vilkkaan järven kalastuslaiturin vieressä ja voimakkaiden aaltojen lahdessa.
"Kokeidemme perusteella jopa 30 metriä on ihanteellinen kantama viestien lähettämiseen ja vastaanottamiseen veden alla ja 100 metrin etäisyys SOS-majakoiden lähettämiseen", Chen sanoo. "Näiden ominaisuuksien pitäisi riittää useimpiin virkistys- ja ammattiskenaarioihin."
Tiimi myös käytti järjestelmää jatkuvasti kahdella Samsung Galaxy S9 -älypuhelimella suurimmalla äänenvoimakkuudella ja näytöt aktivoitiin mittaamaan AquaAppin vaikutusta akun kestoon. He raportoivat, että teho väheni enintään 32 % neljän tunnin aikana.
"Olemme tehneet koodin ja sovelluksen saataville GitHubissa, jotta ihmiset voivat testata sitä", prof Gollakota kertoi. Divernet. "Etsimme parhaillaan alan kumppaneita, jotta tämä saataisiin kaupallisesti saataville. Hyvä uutinen on, että koska kyseessä on vain ohjelmisto, ei laitteisto, esteiden ja aikajanan pitäisi olla pienempiä verrattuna perinteisiin sukellusvarusteisiin.
Data ja avoimen lähdekoodin Android-koodi ovat myös saatavilla AquaApp-verkkosivusto, ja siellä on myös a esittelyvideo. Nyt kysymys on siitä, missä määrin sukeltajat hyväksyvät tämän kehityksen.
