Putem face videochaturi cu astronauți la bordul Stației Spațiale Internaționale și putem urmări imagini în direct de pe înălțimile înghețate ale Everestului.
Dar comunicând cu un submarin sau cu un scufundător? Nu asa de usor. Lipsa unor metode viabile de partajare a datelor între apa subacvatică și dispozitive transportate în aer a fost mult timp o frustrare pentru oamenii de știință, ingineri, scafandri și oficiali militari.
Acum, cercetătorii de la MIT au dezvoltat o metodă cu potențial de a revoluționa comunicarea subacvatică.
„Ceea ce am arătat este că este de fapt posibil să comunicăm de la apă sub apă la aer, ceea ce a fost o problemă de multă vreme”, spune Fadel Adib, profesor la Media Lab, MIT, care a condus cercetarea.
Dificultatea provine din faptul că senzorii subacvatici și aerieni utilizează diferite tipuri de semnale. Semnalele radio care funcționează perfect în aer calatorează slab în apă. Semnalele sonore utilizate de senzorii subacvatici reflectă suprafața apei și nu ajung în aer.
Cercetătorii MIT au proiectat un sistem care folosește un emițător subacvatic pentru a trimite semnale sonare la suprafață, realizând vibrații corespunzătoare valorilor 1 și 0 ale datelor. Un receptor de suprafață citește și decodează aceste vibrații minuscule. Cercetătorii numesc sistemul TARF (comunicare acustică-RF translațională).
TARF are orice număr de utilizări potențiale din lumea reală, spune Adib. Ar putea fi folosit pentru a găsi avioane coborâte sub apă citind semnale de la dispozitivele sonare din cutia neagră a unui avion. Ar putea permite submarinelor să comunice cu suprafața. Și ar putea face cercetarea marină mult mai ușoară, lăsând oamenii de știință să implementeze senzori subacvatici care transmit date înapoi în aer în timp real. Momentan, toate datele colectate sub apă trebuie scoase la suprafață de dispozitiv înainte de a putea fi examinate.
„Este foarte dificil să monitorizezi oceanul, motiv pentru care cea mai mare parte a oceanului rămâne neexplorată”, spune Adib. „Folosind această tehnologie, puteți acum să implementați senzori și să faceți monitorizare continuă și să trimiteți datele către lumea exterioară. Ați putea studia viața marină și puteți avea acces la o lume cu totul nouă, care este încă aproape la îndemâna noastră. ”
În prezent, tehnologia este de rezoluție scăzută, dar Adib își imaginează că ar putea fi folosită într-o zi pentru streaming video. Gândiți-vă că camerele de rechin pentru a monitoriza terenurile de reproducție sau alimentația vie a formelor ciudate de viață din tranșee.
"Suprafața oceanului este o barieră mare pentru transferul și comunicarea datelor", spune Emmett Duffy, directorul rețelei Smithsonian's Tennenbaum Marine Observatoryies. "Oamenii de știință marină folosesc o mulțime de senzori pe care trebuie să îi vizităm în prezent pentru a descărca datele. Dacă datele ar putea fi transmise prin aer, așa cum poate fi pentru senzori de pe uscat, acest lucru ar putea revoluționa mai multe domenii ale cercetării biologice marine."
Duffy spune că comunicarea sub apă-aer ar putea face posibilă obținerea datelor de urmărire de la animale mari mari echipate cu etichete, fără a fi nevoie să le recupereze, ceea ce ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă modelele de migrație și habitat. De asemenea, ar putea fi folosit pentru a prelua automat datele de la senzorii subacvatici in situ, permițând oamenilor de știință să urmărească specii dăunătoare de alge sau alte animale pe măsură ce trec. Ar putea ajuta scafandrii care efectuează studii biologice pentru a utiliza instrumente online sub apă.
Adib și elevul său absolvent, Francesco Tonolini, au fost co-autor al unei lucrări despre tehnologie, pe care au prezentat-o la o conferință privind comunicarea datelor din august.
Studiul inițial de dovadă a conceptului a fost realizat în piscina MIT la adâncimi maxime de aproximativ 11 sau 12 metri. Următorii pași pentru cercetători sunt de a vedea dacă TARF poate fi lucrat la adâncimi mult mai mari.
„Vrem să putem duce acest lucru în sălbăticie și să funcționăm la zeci sau sute sau chiar mii de metri”, spune Adib.
Echipa experimentează, de asemenea, cât de bine funcționează tehnologia în diferite condiții - valuri înalte, furtuni, în mijlocul școlilor de pești învolburate. De asemenea, vor să vadă dacă pot face tehnologia să funcționeze în cealaltă direcție - aerul către apă. Acest lucru ar permite oamenilor de știință să comunice cu dispozitivele subacvatice; de exemplu, resetarea parametrilor de pe un monitor marin.
„Aceasta este o demonstrație foarte interesantă, deși pe o scară limitată, a potențialului de utilizare a radarului cu microunde ca legătură între un dispozitiv aerian și un sistem acustic subacvatic”, spune Jeff Neasham, lector la Universitatea din Newcastle din Marea Britanie, care a studiat acustica subacvatică. „După cum au menționat autorii, este nevoie de lucrări suplimentare pentru a investiga scalabilitatea sistemului, pentru a vedea dacă intervalele utile atât pentru aer cât și pentru canalul mării pot fi obținute cu niveluri de putere practice și, de asemenea, pentru a înțelege efectele condițiilor de val mai realiste asupra suprafața mării. ”
Dacă tehnologia se dovedește a fi reușită în condițiile din lumea reală, așteptați-vă ca „trimiterea de mesaje în timp ce vă scufundați” să fie cea mai recentă nebunie subacvatică.
