Можем да проведем видео чат с астронавти на борда на Международната космическа станция и да гледаме кадри на живо от замръзналите височини на Еверест.
Но общуването с подводница или водолаз? Не е толкова лесно. Липсата на жизнеспособни методи за споделяне на данни между подводни и въздушни устройства отдавна е разочарование за учени, инженери, водолази и военни служители.
Сега изследователите от MIT са разработили метод с потенциал за революция в подводната комуникация.
„Това, което показахме, е, че всъщност е възможно да се комуникира от под водата във въздуха, което е отдавнашен проблем“, казва Фадел Адиб, професор в медийната лаборатория на MIT, който ръководи изследванията.
Трудността произтича от факта, че подводните и въздушните сензори използват различни видове сигнали. Радиосигналите, които работят перфектно във въздуха, пътуват слабо във вода. Сонарни сигнали, използвани от подводни сензори, се отразяват от повърхността на водата, а не достигат до въздуха.
Изследователите на MIT проектираха система, която използва подводен предавател за изпращане на сонарни сигнали на повърхността, като прави вибрации, съответстващи на 1s и 0s на данните. След това повърхностният приемник чете и декодира тези малки вибрации. Изследователите наричат системата TARF (транслационна акустично-радиочестотна комуникация).
TARF има всякакъв брой потенциални приложения в реалния свят, казва Адиб. Може да се използва за намиране на свалени самолети под вода, като се четат сигнали от сонарни устройства в черната кутия на самолета. Може да позволи на подводниците да комуникират с повърхността. И това би могло да направи много по-лесно морските изследвания, като позволи на учените да разположат подводни сензори, които предават данни във въздуха в реално време. В момента всички данни, събрани под вода, трябва да бъдат изведени на повърхността от устройството, преди да могат да бъдат изследвани.
„Много е трудно да се наблюдава океанът, поради което по-голямата част от океана остава неизследван“, казва Адиб. „Използвайки тази технология, вече можете да разполагате сензори и да извършвате непрекъснат мониторинг и да изпращате данните във външния свят. Бихте могли да изучавате морския живот и да имате достъп до цял нов свят, който все още е далеч от обсега ни днес. “
В момента технологията е с ниска разделителна способност, но Адиб си представя, че един ден може да се използва за стрийминг на видео. Помислете камери за акули, за да наблюдавате местата за размножаване или живи фуражи на странните форми на живот в окопите.
"Океанската повърхност е голяма бариера за трансфера на данни и комуникацията", казва Емет Дъфи, директор на мрежата за морски обсерватории Tennenbaum на Smithsonian. "Морските учени използват много сензори, които в момента трябва да посетим под вода, за да изтеглим данните. Ако данните могат да бъдат излъчвани във въздуха, както може да бъде за сензорите на сушата, това може да доведе до революция в няколко области на морските биологични изследвания."
Дъфи казва, че комуникацията между вода и въздух би могла да направи възможно проследяването на данни от големи морски животни, снабдени с етикети, без да се налага да ги възстановяват, което би могло да помогне на учените да разберат моделите на миграция и местообитания. Той може да се използва и за автоматично извличане на данни от in situ подводни сензори, позволявайки на учените да проследяват вредни видове водорасли или други животни, докато преминават. Може да помогне на водолазите да правят биологични проучвания, за да използват онлайн инструменти под вода.
Адиб и неговият аспирант Франческо Тонолини са в съавторство с доклад за технологията, който те представиха на конференция за комуникация на данни през август.
Първоначалното проучване за доказателство за концепцията е проведено в басейна на MIT на максимална дълбочина около 11 или 12 фута. Следващите стъпки за изследователите са да проверят дали TARF е работещ на много по-големи дълбочини.
„Искаме да можем да изнесем това в природата и да работим на десетки, стотици, дори хиляди метра“, казва Адиб.
Екипът също експериментира с това колко добре работи технологията при различни условия - високи вълни, бури, сред вихрови училища на риба. Те също искат да видят дали могат да накарат технологията да работи в другата посока - въздух към вода. Това би позволило на учените да общуват с подводни устройства; например, нулиране на параметрите на морски монитор.
„Това е много интересна демонстрация, макар и в ограничен мащаб, на потенциала да се използва микровълнов радар като връзка между въздушно устройство и подводна акустична система“, казва Джеф Нийшам, преподавател в Университета в Нюкасъл във Великобритания, който е учил подводна акустика. „Както авторите отбелязват, е необходима по-нататъшна работа за изследване на мащабируемостта на системата, за да се провери дали полезните обхвати както за въздушния, така и за морския канал могат да бъдат постигнати с практически нива на мощност, както и да се разберат ефектите на по-реалистичните условия на вълната върху морската повърхност. "
Ако технологията се окаже успешна в реални условия, очаквайте „изпращането на текстови съобщения по време на гмуркане“ да е най-новото подводно мание.
