RW Space

Возможно, вы не особо задумывались о возможности отправлять текстовые сообщения под водой, но для миллионов любителей подводного плавания и снорклинга общение в океане очень важно для обеспечения безопасности.

Прямо сейчас жесты рук являются предпочтительным способом поддерживать связь под водой, а профессиональные дайверы используют всемирно признанный словарь из более чем 200 из них (охватывающий все, от «ты в порядке?» до «завершить погружение»).

Однако они плохо работают на больших расстояниях или в условиях плохой видимости.

Учитывая эти ограничения, исследователи разработали специальное приложение для смартфонов, которое использует акустические сигналы, чтобы люди могли оставаться на связи под водой. .

«Смартфоны используют радиосигналы, такие как Wi-Fi и Bluetooth, для беспроводной связи», – говорит аспирант компьютерных наук Туочао Чен из Вашингтонского университета в Сиэтле.

«Это не так. плохо распространяются под водой, но акустические сигналы распространяются.»

Акустическая сигнализация не нова, но она обычно требуется дорогостоящее специализированное оборудование. Больше нет.

«Помимо загрузки приложения на свой телефон, единственное, что людям понадобится, — это водонепроницаемый чехол для телефона, рассчитанный на глубину их погружения», — говорит Чен.

Это приложение AquaApp, и оно может работать с динамиками и микрофонами на обычных смартфонах или даже умных часах. Он предоставляет пользователям 240 предустановленных сообщений на выбор, разделенных на восемь категорий для более удобного доступа.

Команде пришлось решать многочисленные инженерные задачи: отражения от поверхности, пола и береговой линии, влияющие на сила сигнала; движение, вызванное людьми и другими объектами в воде, которые могут мешать передаче сигнала; а также разные настройки микрофона и динамика для разных моделей смартфонов.

Кроме того, смартфоны и смарт-часы, используемые для отправки и получения сообщений, скорее всего, всегда меняют положение под водой.

Все эти факторы учитываются в алгоритме AquaApp, который взвешивает расстояние между взаимодействующими устройствами и возможные помехи перед отправкой сообщения.

Приложение делает это с помощью «преамбулы», которая устанавливает контакт между двумя устройствами. Установив наилучшие условия для обмена сообщениями, сообщение можно отправлять, преодолевая такие препятствия, как движение и отражение.

«Нам пришлось адаптироваться в режиме реального времени к этим и другим факторам, чтобы гарантировать, что AquaApp будет работать в реальных условиях. мировые условия», — говорит аспирант компьютерных наук Джастин Чан из Вашингтонского университета.

Разработчики работали над собственным сетевым протоколом для поддержки приложения, аналогичным протоколам, используемым домашними маршрутизаторами WiFi. В любой момент времени в каждой сети может поддерживаться до 60 разных пользователей.

В ходе тестов в различных сценариях команда обнаружила, что приложение эффективно передает сообщения на расстоянии 30 метров (98 футов). ). Для более коротких сообщений — например, экстренных сообщений SOS — приложение может работать на расстоянии до 100 метров (почти 330 футов). Все это управляется без значительного расхода заряда батареи.

Потребуется дополнительная разработка программного обеспечения, прежде чем это будет доступно в магазинах приложений, но если вы немного разбираетесь в программировании, вы можете установить откройте исходный код на телефоне Android и протестируйте его самостоятельно.

«Состояние подводных сетей сегодня похоже на ARPANET, предшественницу Интернета, в 1970-х годах, куда доступ имели лишь немногие избранные. к Интернету, — говорит ученый-компьютерщик Шьям Голлакота из Вашингтонского университета.

«AquaApp может изменить сложившееся положение вещей, демократизировав подводные технологии и сделав их такими же простыми, как загрузка программного обеспечения на ваш смартфон».

Исследователи представили доклад о своей работе на конференции ACM SIGCOMM 2022.