Μπορούμε να συνομιλήσουμε μέσω βίντεο με αστροναύτες στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και να παρακολουθήσουμε ζωντανά λήμματα από τα κατεψυγμένα ύψη του Everest.
Αλλά επικοινωνώντας με ένα υποβρύχιο ή έναν δύτη; Οχι και τόσο εύκολο. Η έλλειψη βιώσιμων μεθόδων για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ υποβρυχίων και αερομεταφερόμενων συσκευών αποτελεί από καιρό απογοήτευση για τους επιστήμονες, τους μηχανικούς, τους δύτες και τους στρατιωτικούς αξιωματούχους.
Τώρα, οι ερευνητές στο MIT έχουν αναπτύξει μια μέθοδο με τη δυνατότητα επανάστασης στην υποβρύχια επικοινωνία.
"Αυτό που δείξαμε είναι ότι είναι πραγματικά εφικτό να επικοινωνούμε από υποβρύχια στον αέρα, κάτι που είναι ένα μακροχρόνιο πρόβλημα", λέει ο Fadel Adib, καθηγητής στο Media Lab του MIT, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας.
Η δυσκολία οφείλεται στο γεγονός ότι οι υποβρύχιοι και αερομεταφερόμενοι αισθητήρες χρησιμοποιούν διαφορετικά είδη σημάτων. Τα ραδιοσήματα που λειτουργούν τέλεια στον αέρα ταξιδεύουν ελάχιστα στο νερό. Τα σήματα σόναρ που χρησιμοποιούνται από τους υποβρύχιους αισθητήρες αντανακλούν την επιφάνεια του νερού αντί να φτάνουν στον αέρα.
Οι ερευνητές του MIT σχεδίασαν ένα σύστημα που χρησιμοποιεί έναν υποβρύχιο πομπό για να στέλνει σήματα σόναρ στην επιφάνεια, κάνοντας δονήσεις που αντιστοιχούν στα 1s και 0s των δεδομένων. Ένας δέκτης επιφανείας διαβάζει και αποκωδικοποιεί αυτές τις μικροσκοπικές δονήσεις. Οι ερευνητές καλούν το σύστημα TARF (μετάφραση ακουστική-RF επικοινωνία).
Το TARF έχει οποιονδήποτε αριθμό πιθανών χρήσεων σε πραγματικό κόσμο, λέει ο Adib. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να βρει υποβαθμισμένα αεροπλάνα με την ανάγνωση σημάτων από συσκευές σόναρ στο μαύρο κουτί ενός αεροπλάνου. Θα μπορούσε να επιτρέψει στα υποβρύχια να επικοινωνούν με την επιφάνεια. Και θα μπορούσε να κάνει τη θαλάσσια έρευνα πολύ πιο εύκολη, επιτρέποντας στους επιστήμονες να αναπτύξουν υποβρύχιους αισθητήρες που μεταδίδουν δεδομένα στον αέρα σε πραγματικό χρόνο. Αυτή τη στιγμή, όλα τα δεδομένα που συλλέγονται υποβρύχια πρέπει να τεθούν στην επιφάνεια από τη συσκευή πριν να μπορέσει να εξεταστεί.
"Είναι πολύ δύσκολο να παρακολουθήσουμε τον ωκεανό, γι 'αυτό το μεγαλύτερο μέρος των ωκεανών παραμένει ανεξερεύνητο", λέει ο Adib. "Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνολογία, θα μπορούσατε τώρα να αναπτύξετε αισθητήρες και να παρακολουθείτε συνεχώς και να στέλνετε τα δεδομένα στον εξωτερικό κόσμο. Θα μπορούσατε να μελετήσετε τη θαλάσσια ζωή και να αποκτήσετε πρόσβαση σε έναν εντελώς νέο κόσμο, ο οποίος είναι ακόμα πολύ μακριά από μας σήμερα ".
Αυτή τη στιγμή η τεχνολογία είναι χαμηλής ανάλυσης, αλλά ο Adib φαντάζεται ότι θα μπορούσε μία μέρα να χρησιμοποιηθεί για streaming video. Σκεφτείτε τους δονητές καρχαριών για να παρακολουθήσετε τους χώρους αναπαραγωγής ή να ζήσετε ζωηρές τροφές των περίεργων μορφών ζωής στα χαρακώματα.
"Η επιφάνεια του ωκεανού είναι ένα μεγάλο εμπόδιο στη μεταφορά δεδομένων και την επικοινωνία", λέει ο Emmett Duffy, διευθυντής του Tennenbaum Marine Observatories Network του Smithsonian. "Οι επιστήμονες της θάλασσας χρησιμοποιούν πολλούς αισθητήρες που πρέπει να επισκεφτούμε επί του παρόντος υποβρύχιοι για να κατεβάσουμε τα δεδομένα. Εάν τα δεδομένα θα μπορούσαν να διαβιβαστούν μέσω του αέρα, όπως μπορεί να είναι για τους αισθητήρες στην ξηρά, αυτό θα μπορούσε να φέρει επανάσταση σε αρκετούς τομείς της θαλάσσιας βιολογικής έρευνας".
Ο Duffy λέει ότι η υποβρύχια αεροπορική επικοινωνία θα μπορούσε να καταστήσει δυνατή την παρακολούθηση δεδομένων από μεγάλα θαλάσσια ζώα εξοπλισμένα με ετικέτες, χωρίς να χρειάζεται να τα επανακτήσει, γεγονός που θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τα πρότυπα μετανάστευσης και οικοτόπων. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αυτόματη ανάκτηση δεδομένων από επί τόπου υποβρύχιους αισθητήρες, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρακολουθούν επιβλαβή είδη φυκιών ή άλλα ζώα καθώς περνούν. Θα μπορούσε να βοηθήσει τους δύτες να κάνουν βιολογικές έρευνες για να χρησιμοποιούν τα εργαλεία online υποβρύχια.
Ο Adib και ο μεταπτυχιακός φοιτητής του, Francesco Tonolini, συντάχτηκαν ένα έγγραφο σχετικά με την τεχνολογία, το οποίο παρουσίασαν σε μια διάσκεψη για την επικοινωνία δεδομένων τον Αύγουστο.
Η αρχική μελέτη απόδειξης μελέτης διεξήχθη στην πισίνα MIT σε μέγιστα βάθη περίπου 11 ή 12 πόδια. Τα επόμενα βήματα για τους ερευνητές είναι να δούμε εάν το TARF είναι εφικτό σε πολύ μεγαλύτερα βάθη.
«Θέλουμε να είμαστε σε θέση να το βγάλουμε στη φύση και να λειτουργήσουμε σε δεκάδες ή εκατοντάδες ή και χιλιάδες μέτρα», λέει ο Adib.
Η ομάδα πειραματίζεται επίσης με πόσο καλά λειτουργεί η τεχνολογία κάτω από διαφορετικές συνθήκες - υψηλά κύματα, καταιγίδες, ανάμεσα σε στροβιλισμένες σχολές ψαριών. Θέλουν επίσης να δουν αν μπορούν να κάνουν την τεχνολογία να εργάζεται στην άλλη κατεύθυνση-αέρα στο νερό. Αυτό θα επέτρεπε στους επιστήμονες να επικοινωνούν με τις υποβρύχιες συσκευές. για παράδειγμα, επαναφορά των παραμέτρων σε μια θαλάσσια οθόνη.
"Αυτή είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα επίδειξη, αν και σε περιορισμένη κλίμακα, της δυνατότητας να χρησιμοποιούμε ραντάρ μικροκυμάτων ως τη σύνδεση μεταξύ αερομεταφερόμενης συσκευής και υποβρυχίου ακουστικού συστήματος", λέει ο Jeff Neasham, λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Newcastle στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος έχει μελετήσει την υποβρύχια ακουστική. "Όπως επεσήμαναν οι συγγραφείς, χρειάζονται περαιτέρω εργασίες για να διερευνηθεί η δυνατότητα κλιμάκωσης του συστήματος, για να διαπιστωθεί εάν μπορούν να επιτευχθούν χρήσιμα εύρη τόσο για τον αγωγό αέρα όσο και για τον θαλάσσιο αγωγό με πρακτικά επίπεδα ισχύος και επίσης να κατανοηθούν οι επιπτώσεις πιο ρεαλιστικών συνθηκών κύματος την επιφάνεια της θάλασσας. "
Εάν η τεχνολογία αποδεικνύεται επιτυχημένη σε συνθήκες πραγματικού κόσμου, αναμένετε ότι η "γραφή κατά την κατάδυση" θα είναι η τελευταία υποβρύχια τρέλα.
