https://frosthead.com

Како бежична комуникација вода-зрак може револуционарати истраживање мора

Можемо да разговарамо са астронаутима на Међународној свемирској станици и гледамо снимке уживо са залеђених висина Еверест-а.

Али, комуницирање са подморницом или рониоцем? Није тако лако. Недостатак одрживих метода за размену података између подводних и ваздушних уређаја дуго је био фрустрација за научнике, инжењере, рониоце и војне службенике.

Сада су истраживачи на МИТ-у развили методу са потенцијалом за револуцију подводне комуникације.

„Оно што смо показали је да је заправо изведиво комуницирати од подморја до ваздуха, што је већ дугогодишњи проблем“, каже Фадел Адиб, професор у МИТ-овој медијској лабораторији, која је водила истраживање.

Потешкоћа произлази из чињенице да подводни и зрачни сензори користе различите врсте сигнала. Радио сигнали који савршено функционишу у ваздуху слабо путују у води. Сонарни сигнали које користе подводни сензори одбијају се са површине воде уместо да допиру до ваздуха.

Истраживачи МИТ-а дизајнирали су систем који користи подводни предајник за слање сонарних сигнала на површину, правећи вибрације које одговарају 1с и 0с података. Површински пријемник чита и декодира ове ситне вибрације. Истраживачи називају систем ТАРФ (транслациона акустично-РФ комуникација).

ТАРФ има било који број потенцијалних употреба у стварном свету, каже Адиб. Могло би се користити за проналазак срушених авиона под водом читањем сигнала из сонарних уређаја у црној кутији авиона. То би могло омогућити подморницама да комуницирају с површином. А то би могло олакшати истраживање на мору пуштајући научнике да распоређују подводне сензоре који у реалном времену преносе податке назад у зрак. Тренутно, све податке прикупљене под водом уређај треба изнијети на површину да би се могли прегледати.

"Веома је тешко надгледати океан, због чега већина океана остаје неистражена", каже Адиб. „Помоћу ове технологије сада бисте могли да примените сензоре и извршите континуирано надгледање и слање података у спољни свет. Могли бисте проучавати морски живот и имати приступ потпуно новом свету који је и даље прилично ван нашег досега. “

Тренутно је технологија мале резолуције, али Адиб претпоставља да би је једног дана могла користити за стреаминг видео записа. Размислите о морским псима да надгледају узгајалишта или живе хране необичних животних форми у рововима.

„Океанска површина је велика баријера за пренос података и комуникацију“, каже Емметт Дуффи, директор Смитхсонианове мреже морнарских опсерваторија Тенненбаум. "Поморски научници користе пуно сензора које тренутно морамо да посетимо под водом да би преузели податке. Ако би се подаци могли преносити кроз ваздух, као што је случај са сензорима на копну, то би могло променити неколико области морских биолошких истраживања."

Дуффи каже да би комуникација под водом и зраком могла добити податке о праћењу великих морских животиња опремљених ознакама без потребе за поновним снимањем, што би могло помоћи научницима да разумију миграцијске и станишне обрасце. Такође би се могао користити за аутоматско преузимање података из ин ситу подводних сензора, остављајући научницима да прате штетне врсте алги или друге животиње док пролазе. То би могло помоћи рониоцима који раде биолошке претраге да користе онлине алате под водом.

Адиб и његов дипломски студент Францесцо Тонолини написали су чланак о технологији који су представили на конференцији о комуникацији на податке у августу.

Почетна студија доказа о концепту изведена је у базену МИТ на максималним дубинама од око 11 или 12 стопа. Следећи кораци за истраживаче јесу да виде да ли је ТАРФ обрадив на много већим дубинама.

„Желимо да то можемо да однесемо у дивљину и да делујемо на десетине, стотине, па чак и хиљаде метара“, каже Адиб.

Тим такође експериментише како технологија добро функционише у различитим условима - високи таласи, олује, усред вртложних школа риба. Они такође желе да виде да ли технологија може да натера да раде у другом смеру - ваздух у воду. То би научницима омогућило комуникацију са подводним уређајима; на примјер, ресетирање параметара на маринском монитору.

"Ово је веома занимљива демонстрација, мада у ограниченом обиму, потенцијала употребе микроталасног радара као везе између уређаја у ваздуху и подводног акустичког система", каже Јефф Неасхам, предавач на Универзитету Невцастле у Великој Британији, који је студирао подводну акустику. „Као што су аутори напоменули, потребан је даљи рад како би се истражила скалабилност система, како би се видело да ли се корисни распони и за ваздушни и морски канал могу постићи практичним нивоима снаге, као и за разумевање ефеката реалнијих услова таласа на морска површина. "

Ако се технологија покаже успешном у стварним условима, очекујте да ће „слање текста током роњења“ бити најновије подводно заношење.

Како бежична комуникација вода-зрак може револуционарати истраживање мора