Hassen Sie es nicht, wenn Sie nach nur 5 oder 10 Metern unter Wasser das Signal komplett verlieren? Jetzt wird diese ärgerliche Einschränkung moderner Technologie von Forschern der University of Washington angegangen, die eine Unterwasserkommunikations-App entwickelt haben, die Schallsignale verwendet, um Nachrichten an Ihre anderen untergetauchten Freunde weiterzuleiten. Es mag albern klingen, aber Millionen von Menschen könnten diese Technologie sowohl in Freizeit- als auch in professionellen Tauchsituationen einsetzen.
Das Kommunikationsproblem unter Wasser ist einfach: Funkwellen werden vom Wasser absorbiert, und kein Signal, das unsere Telefone senden oder empfangen, kann mehr als ein paar Zentimeter weit reisen, ohne vollständig verloren zu gehen. Das ist einer der Gründe, warum Tauchboote und dergleichen ein Halteseil benötigen: um Daten an die Oberfläche hin und her zu übertragen.
Schallwellen hingegen wandern recht leicht durch Wasser und werden von unzähligen Wasserlebewesen zur Kommunikation genutzt. Menschen jedoch nicht – denn die Art und Weise, wie wir Töne erzeugen, funktioniert nur in der Luft gut. Seit Menschengedenken haben Taucher also mit Handzeichen und anderen Gesten miteinander kommuniziert.
Professionelle Taucher verfügen über ein Vokabular von Dutzenden von Signalen, von „wenig Luft“ bis „Gefahr zu Ihrer Rechten“ und allem anderen, was Sie sich während eines Tauchgangs vorstellen können. Aber Sie müssen diese lernen und sie sehen, wenn sie verwendet werden, damit sie funktionieren; Sie können wetten, dass sich zumindest einige Taucher wünschen, sie könnten eine Nachricht ausgeben, wie sie es über den Wellen tun.
Das ist die Idee hinter AquaAppein Softwareexperiment des Mobile Intelligence Lab an der UW unter der Leitung des Doktoranden Tuochao Chen und des produktiven Professors Shyam Gollakota.
Das System verwendet eine modifizierte Form des „Zwitscherns“ oder verwendet den Lautsprecher des Telefons, um hochfrequente Audiosignale zu erzeugen, um Daten anstelle von Funk zu übertragen. Dies wurde schon früher gemacht, aber (meines Wissens) nicht auf eine so einfache, selbstkorrigierende Weise, die jedes Smartphone verwenden kann.
„Mit der AquaApp demonstrieren wir Unterwasser-Messaging unter Verwendung von Lautsprechern und Mikrofonen, die auf Smartphones und Uhren weit verbreitet sind. Abgesehen vom Herunterladen einer App auf ihr Telefon brauchen die Leute nur eine wasserdichte Handyhülle, die für die Tiefe ihres Tauchgangs ausgelegt ist“, sagte Chen in einer UW-Pressemitteilung.
Es ist nicht so einfach, ein Signal einfach in ein akustisches umzuwandeln. Die Sende- und Empfangsbedingungen ändern sich ständig, wenn sich die Standorte, Relativgeschwindigkeiten und Umgebungen zweier Personen ständig ändern.
„Fluktuationen in der Signalstärke werden zum Beispiel durch Reflexionen von der Oberfläche, dem Boden und der Küste verstärkt“, sagte Justin Chan, Co-Hauptautor und Studienkollege von Chen. „Bewegungen, die von Menschen in der Nähe, Wellen und Objekten verursacht werden, können die Datenübertragung stören. Wir mussten uns in Echtzeit an diese und andere Faktoren anpassen, um sicherzustellen, dass AquaApp unter realen Bedingungen funktioniert.“
Die App kalibriert sich ständig neu mit einer Art Handshake-Signal, das die Telefone leicht hören und dann die Eigenschaften zurückmelden können. Wenn also der Ton des Senders empfangen wird, aber die Lautstärke niedrig und die Höhen gedämpft sind, sendet der Empfänger diese Informationen und der Sender kann sein Sendesignal ändern, um ein schmaleres Frequenzband, mehr Leistung usw. zu verwenden.
Bei ihren Vor-Ort-Experimenten in Seen und „einer Bucht mit starken Wellen“ (wahrscheinlich Shilshole) stellten sie fest, dass sie Daten über 100 Meter zuverlässig austauschen konnten – mit sehr niedrigen Bitraten, um sicher zu sein, aber mehr als genug, um ein Set aufzunehmen von vorprogrammierten Signalen, die den alten Handgesten entsprechen. Während einige (einschließlich mir) den Verlust einer eleganten und sehr menschlichen Lösung für ein seit langem bestehendes Problem beklagen mögen, ist die einfache Wahrheit, dass dies gefährliche Taucharbeiten viel sicherer machen könnte oder Sporttaucher mehr als nur „Hilfe“ und Anweisungen kommunizieren lässt.
Tauchen ist jedoch ein geschichtsträchtiger Zeitvertreib und Beruf, und es ist sehr unwahrscheinlich, dass diese digitale Kommunikationsmethode die Gesten ersetzen wird – eine analoge, autarke Alternative ist genau das, was Sie als Backup bereithalten möchten, wenn die Dinge gehen seitwärts.
Der Code von AquaApp ist Open Source und kann kostenlos verwendet werden — Schauen Sie sich dieses GitHub-Repo an und probieren Sie es selbst aus.