„Az AquaApp a víz alatti kommunikációt hozza el a tömegekhez.” Ez Shyam Gollakota professzor búvár merész állítása. „A víz alatti hálózatok jelenlegi állapota hasonló az ARPANET-hez, az internet előfutárához az 1970-es években, ahol csak néhány kiválasztott férhetett hozzá az internethez.
„Az AquaApp képes megváltoztatni ezt a status quo-t azáltal, hogy demokratizálja a víz alatti technológiát, és olyan egyszerűvé teszi azt, mint szoftvert letölteni okostelefonjára.”
Hacsak nem használsz teljes arcot maszk kommunikációs rendszerrel a legtöbb búvár számára a kézjelek jelentik az egyetlen praktikus módot a biztonsági és irányinformációk víz alatti kommunikálására, amint azt a legutóbbi Divernet vonás Merülj profiként: Tanulj meg kommunikálni a víz alatt.
A Washingtoni Egyetem kutatói most abban reménykednek, hogy ezen változtathatnak, mivel kifejlesztették az általuk leírt „első mobilalkalmazást az akusztikus alapú kommunikációhoz és a víz alatti hálózatépítéshez, amely használható búvárok meglévő eszközeivel, például okostelefonokkal és okosórákkal”.
„A projektet részben a barátaimmal szerzett búvárkodás, valamint a sznorkelezés motiválja, ahol a kommunikáció kihívást jelent, mivel a másik ember fejének felemelése egyidejűleg szükséges, amit nehéz koordinálni.” Prof Gollakota mondta Divernet.
A kézjelek félreértelmezhetők, és zavart okozhatnak, különösen távolról és rossz látási viszonyok között, állítja a csapat, és bár a kétirányú szöveges üzenetek megoldást jelenthetnek, költséges és nehezen hozzáférhető egyedi hardverre van szükség.
„Az okostelefonok olyan rádiójelekre támaszkodnak, mint a Wi-Fi és a Bluetooth a vezeték nélküli kommunikációhoz. Ezek nem terjednek jól víz alatt, de az akusztikus jelek igen” – mondja Tuochao Chen, az AquaApp tanulmány munkatársa, Justin Chan társszerzője. Az egyetem Paul G Allen Iskolájának két PhD hallgatója Gollakota professzorral, az iskola Mobil Intelligencia Laboratóriumának igazgatójával dolgozott a projekten.
„Az AquaApp segítségével az okostelefonokon és órákon széles körben elérhető hangszóró és mikrofon segítségével demonstráljuk a víz alatti üzenetküldést” – mondja Chen. „A telefonra való alkalmazás letöltésén kívül az embereknek csak egy vízálló telefontokra lesz szükségük, amely a merülés mélységéhez igazodik.”
Hogyan működik?
Az AquaApp interfész használatával a búvárok 240 előre beállított üzenetet tartalmazó listából választhatnak, amelyek megfelelnek a hivatásos búvárok által használt kézjelzéseknek, és a 20 leggyakoribb (amelyek valószínűleg a szabadidős búvárok által használtak) láthatók a könnyű hozzáférés érdekében. Az üzenetek nyolc kategóriába is szűrhetők, például irányjelzők, környezeti tényezők vagy a berendezés állapota.
„A víz alatti forgatókönyv új problémákat vet fel a levegőn keresztüli alkalmazásokhoz képest” – mondja Chan. „Például a jelerősség ingadozását súlyosbítják a felszínről, a padlóról és a partvonalról való visszaverődések. A közeli emberek, hullámok és tárgyak által okozott mozgás zavarhatja az adatátvitelt. Ezenkívül a mikrofonok és a hangszórók eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek az egyes okostelefon-modellekben.
„Valós időben kellett alkalmazkodnunk ezekhez és más tényezőkhöz, hogy az AquaApp valós körülmények között működjön” – mondja. Ezek az „egyéb tényezők” közé tartozik az eszközök arra való hajlama, hogy gyorsan eltolják a pozíciót és a közelséget az áramban, valamint a közeli hajók és tengeri állatok zaja.
Az AquaApp egy algoritmust használ az egyes átvitelek bitrátájának és akusztikus frekvenciáinak valós idejű optimalizálására olyan paraméterek alapján, mint a távolság, a zaj és a frekvenciaválasz változása.
Amikor A búvár üzenetet szeretne küldeni B búvár készülékének, A alkalmazása először egy „bevezetőnek” nevezett gyors feljegyzést küld. Az AquaApp B búvár eszközén futtatja az algoritmust, hogy meghatározza a preambulum fogadásának legjobb feltételeit, és utasítja A eszközét, hogy küldje el az üzenetet ezeknek a feltételeknek megfelelően.
Víz alatti hálózat
Miután kifejlesztettek egy hálózati protokollt a víz alatti hálózathoz való hozzáférés megosztására, a csapat azt állítja, hogy az AquaApp egyszerre akár 60 egyedi felhasználót is képes fogadni a helyi hálózatán.
A kutatók ezt követően értékelték az AquaApp teljesítményét 113 méteres távolságig és 12 méteres mélységig. „Tizenkét méter volt a maximális mélység, ahol tesztelhettünk, mivel pontosan meg kell mérnünk a távolságot” – mondja Gollakota professzor. "A kereskedelmi okostelefonok vízálló tokjai nagyobb, akár 40 méteres mélységet is támogatnak."
A hat vizsgálati helyszín különböző vízviszonyokat és aktivitási szintet képviselt, köztük egy híd alatt, nyugodt vízben, egy népszerű, erős sodrású vízparti parkban, egy forgalmas tó horgászkikötője mellett és egy erős hullámú öbölben.
„Kísérleteink alapján akár 30 méter az ideális hatótávolság víz alatti üzenetek küldéséhez és fogadásához, és 100 méter az SOS jeladók továbbításához” – mondja Chen. "Ezek a képességek elegendőek a legtöbb szabadidős és professzionális forgatókönyvhöz."
A csapat emellett folyamatosan futtatta a rendszert két Samsung Galaxy S9 okostelefonon maximális hangerőn, és a képernyők aktiválva mérik az AquaApp akkumulátor-élettartamra gyakorolt hatását. Négy óra leforgása alatt a teljesítmény legfeljebb 32%-kal csökkent.
„A kódot és az alkalmazást elérhetővé tettük a GitHubon, hogy az emberek kipróbálhassák” – mondta Gollakota professzor. Divernet. „Ipari partnereket keresünk, hogy ezt kereskedelmi forgalomba hozhassuk. A jó hír az, hogy mivel ez csak szoftver és nem hardver, az akadályoknak és az idővonalnak kisebbnek kell lennie a hagyományos búvárfelszerelésekhez képest.”
Az adatok és a nyílt forráskódú Android-kód is elérhető a webhelyen AquaApp webhely, és van még a demonstrációs videó. Most az a kérdés, hogy a búvárok milyen mértékben fogják elfogadni ezt a fejlesztést.
