透過聲波取代Wi-Fi,研究人員開發出讓潛水員之間可在水下互傳資訊的智慧手機APP

透過聲波取代Wi-Fi,研究人員開發出讓潛水員之間可在水下互傳資訊的智慧手機APP

目前的Wi-Fi、5G等無線通訊,在陸地上讓我們可以透過手機實現無礙的溝通。但是在水面下這些無線通訊就不像陸地上這樣無礙了,因此目前水底下最佳的通訊方式依然還是透過有線的方式來進行。

 

過去,在水下相互交流時,潛水員通常使用水中可以溝通的手勢或攜帶一個寫字板。不過這兩種方式都有侷限性,而且溝通的雙方必須要在肉眼可以辨識到寫字板或是手勢的距離之內,才能進行溝通。

透過聲波取代Wi-Fi,研究人員開發出讓潛水員之間可在水下互傳資訊的智慧手機APP

另外一個問題是,如果處在波動大或渾濁的水中,更會造成溝通的變數。

另外,雖然目前已經有語音通訊系統,但它們要求兩個潛水員都使用昂貴的收發器。

 

不幸的是,無線電通訊不是一種選擇,因為無線電波在水中會有嚴重的衰減問題,智慧手機功能再好,在水下傳播依然很困難。

為了尋求一個更簡單和更實惠的替代方案,華盛頓大學的一個團隊開發了一個可以透過水下外殼的智慧手機上使用的APP。它被命名為 AquaApp,允許使用者在 240 條預設資訊中進行選擇,這些資訊跟潛水員使用的手勢相對應。

要注意的是,透過他們的設計,這些手機之間並不是透過4G、5G或是Wi-Fi信號來傳遞資訊的,而是透過聲波來溝通的。 

發訊者一旦選擇了一條資訊,手機的喇叭就會將其作為一系列聲學脈衝通過水面傳送。這些脈衝被收件人手機的麥克風檢測到,APP會將其轉換為螢幕上的視覺資訊。該應用還提醒收件人已收到資訊的事實。

由於採用了特殊的網路協議,在一個地點,多達 60 名潛水員可以同時相互交流。根據在各種戶外環境下進行的現場測試,該應用據稱在 30 米的距離內工作良好並能在 100 公尺遠的地方傳送/接收 SOS 信標。

透過聲波取代Wi-Fi,研究人員開發出讓潛水員之間可在水下互傳資訊的智慧手機APP

不過,說的簡單,實際使用上有很多複雜的因素需要考慮,包括海底、表面或水下物體的聲學反射、來自船隻引擎等來源的背景噪音、不同手機的揚聲器和麥克風的變化及潛水員彼此間的物理方向。

出於這個原因,每次「對話」開始時,第一部手機會發出一個簡短的聲音訊號,稱為前奏。第二部手機上的應用分析該訊號並利用它來確定在當前條件下應傳送實際資訊的最佳方式,如最佳位元率和聲音訊率。該資訊被傳送回第一部手機,然後由其傳送相應的資訊。

Shyam Gollakota 教授說道:「AquaApp 帶來了水下通訊的可能性,今天的水下網路狀況類似於1970年代 Internet 的前身 ARPANET,當時只有少數人可以接觸到 Internet。 現在的AquaApp 有可能成為一個基礎,透過未來的進化,讓以後你在水底下使用智慧手機就像現在你在陸地上一樣容易。」

 

IFENG
作者

鳳凰網(科技),集綜合資訊、視訊分發、原創內容製作、網路廣播、網路直播、媒體電商等多領域於一身,並於2011年在紐交所上市(紐交所代碼:FENG),成為全球首個從傳統媒體分拆上市的新媒體公司。

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