„AquaApp предоставя подводна комуникация на масите.“ Това е смелото твърдение на гмуркача проф. Шям Голакота. „Състоянието на подводните мрежи днес е подобно на ARPANET, предшественика на Интернет, през 1970-те години на миналия век, където само малцина избрани имаха достъп до Интернет.
„AquaApp има потенциала да промени това статукво, като демократизира подводната технология и я направи толкова лесна, колкото изтеглянето на софтуер на вашия смартфон.“
Освен ако не използвате анфас маска с комуникационна система, за повечето водолази ръчните сигнали са единственият практичен начин за съобщаване на информация за безопасност и посока под вода, както е отразено в последните Дивернет особеност Гмуркайте се като професионалист: Научете се да общувате под вода.
Сега изследователите от Университета на Вашингтон се надяват да променят това, като са разработили това, което описват като „първото мобилно приложение за акустично базирана комуникация и работа в мрежа под вода, което може да се използва със съществуващите устройства на водолазите като смартфони и смарт часовници“.
„Проектът е отчасти мотивиран от преживяванията от гмуркането с мои приятели, както и от гмуркането с шнорхел, където общуването е предизвикателство, тъй като изисква повдигане на главата едновременно с другия човек, което е трудно за координиране“, проф. Голакота каза Дивернет.
Сигналите с ръце могат да бъдат изтълкувани погрешно и да причинят объркване, особено на разстояние и при слаба видимост, казва екипът, и докато двупосочните текстови съобщения могат да осигурят решение, то изисква скъп и труден за достъп персонализиран хардуер.
„Смартфоните разчитат на радиосигнали като wi-fi и Bluetooth за безжична комуникация. Те не се разпространяват добре под вода, но акустичните сигнали го правят“, казва Туочао Чен, съавтор на изследването на AquaApp с Джъстин Чан. Двамата докторанти в училището Paul G Allen към университета работиха по проекта с проф. Голакота, директор на лабораторията за мобилно разузнаване на училището.
„С AquaApp ние демонстрираме подводни съобщения, използвайки високоговорителя и микрофона, които са широко достъпни на смартфони и часовници“, казва Чен. „Освен да изтеглят приложение на телефона си, единственото нещо, от което хората ще имат нужда, е водоустойчив калъф за телефон, оценен за дълбочината на тяхното гмуркане.“
Как работи
Използвайки интерфейса на AquaApp, водолазите могат да избират от списък с 240 предварително зададени съобщения, които съответстват на ръчни сигнали, използвани от професионални водолази, като 20-те най-често срещани (тези, които вероятно ще бъдат използвани от гмуркачи за развлечение) са показани на видно място за лесен достъп. Съобщенията също могат да бъдат филтрирани в осем категории като индикатори за посока, фактори на околната среда или състояние на оборудването.
„Подводният сценарий показва нови проблеми в сравнение с приложенията по въздуха“, казва Чан. „Например, колебанията в силата на сигнала се влошават поради отражения от повърхността, пода и бреговата линия. Движението, причинено от близки хора, вълни и предмети, може да попречи на предаването на данни. Освен това микрофоните и високоговорителите имат различни характеристики в различните модели смартфони.
„Трябваше да се адаптираме в реално време към тези и други фактори, за да гарантираме, че AquaApp ще работи в реални условия“, казва той. Тези „други фактори“ включват тенденцията на устройствата бързо да променят позицията и близостта си в течение и шум от близки плавателни съдове и морски животни.
AquaApp използва алгоритъм за оптимизиране на битрейта и акустичните честоти на всяко предаване в реално време, въз основа на параметри като разстояние, шум и вариации на честотната характеристика.
Когато водолаз А иска да изпрати съобщение до устройството на водолаз Б, приложението на А първо предава бърза бележка, наречена „преамбюл“. AquaApp на устройството на водолаз Б изпълнява алгоритъма, за да определи най-добрите условия за получаване на преамбюла и инструктира устройството на А да изпрати съобщението, като използва тези условия.
Подводна мрежа
След като разработи мрежов протокол за споделяне на достъп до подводната мрежа, екипът казва, че AquaApp може да приеме до 60 уникални потребители в своята локална мрежа наведнъж.
След това изследователите оцениха ефективността на AquaApp на разстояния до 113 m и дълбочини до 12 m. „Дванадесет метра беше максималната дълбочина, на която можехме да тестваме, тъй като трябва да измерим точно разстоянието“, казва проф. Голакота. „Водоустойчивите калъфи за търговски смартфони могат да поддържат по-големи дълбочини до 40 метра.“
Шестте тестови места представляваха различни водни условия и нива на активност и включваха под мост в спокойна вода, в популярен крайбрежен парк със силни течения, до риболовния док на оживено езеро и в залив със силни вълни.
„Въз основа на нашите експерименти до 30 м е идеалният обхват за изпращане и получаване на съобщения под вода и 100 м за предаване на SOS маяци“, казва Чен. „Тези възможности трябва да са достатъчни за повечето развлекателни и професионални сценарии.“
Екипът също така управлява системата непрекъснато на два смартфона Samsung Galaxy S9 при максимална сила на звука с активирани екрани, за да измери влиянието на AquaApp върху живота на батерията. Мощността е намалена с не повече от 32% в продължение на четири часа, съобщават те.
„Направихме кода и приложението достъпни в GitHub, за да могат хората да ги тестват“, каза проф. Голакота Дивернет. „Ние сме в процес на търсене на индустриални партньори, които да направят това комерсиално достъпно. Добрата новина е, че тъй като това е само софтуер, а не хардуер, препятствията и времевата линия трябва да са по-малки в сравнение с традиционното оборудване за гмуркане.“
Данни и Android код с отворен код също са достъпни на Уебсайт на AquaApp, а има и a демонстрационно видео. Сега въпросът е до каква степен водолазите ще възприемат това развитие.
