امکان ارسال پیام در زیر آب با گوشی هوشمند فراهم شد + فیلم

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «ساینس الرت»، شاید شما تا الان به فکر ارسال پیام کوتاه از زیر آب نیافتاده باشید اما این کار برای ایمن ماندن غواصان و افرادی مانند آنها که زیر آب کار می‌کنند، بسیار مهم است. 

در حال حاضر استفاده از حرکات با ایما و اشاره تنها راه برای ارتباط برقرار کردن و فهماندن منظور خود در زیر امواج است و غواصان دایره لغاتی با حدود ۲۰۰ کلمه با اشاره دست دارند. اما این روش برای فاصله‌های طولانی یا زمانی که دید خوبی وجود ندارد، کارساز نیست.

اکنون محققان یک اپلیکیشن مخصوص گوشی هوشمند ابداع کرده اند که با استفاده از سیگنال‌های اکوستیک، افراد را به ارتباط در زیر آب قادر می سازد.

ارسال سیگنال اکوستیک کار جدیدی نیست؛ اینکار در گذشته نیازمند تجهیزات گران قیمتی بود اما الان دیگر اینگونه نیست.

این نرم افزار موسوم به AquaApp با بلندگوها و میکروفون‌ها روی گوشی‌های هوشمند معمولی قابل استفاده است.

با استفاده از این نرم افزار، حدود ۶۰ کاربر مختلف در هر زمان می‌توانند با هر شبکه ارتباطی پشتیبانی شوند.

توچائو چن از دانشگاه واشنگتن در سیاتل می گوید: گوشی های هوشمند برای ارتباطات بی سیم به علایم رادیویی مثل وای فای و بلوتوث متکی هستند. اما این علایم زیر آب به خوبی منتشر نمی شوند، در حالی که علایم صوتی منتشر می شوند. 

علایم صوتی چیز جدیدی نیست، اما قبلاً به سخت افزار تخصصی گران قیمت نیاز داشت. در حالی که دیگر اینگونه نیست. 

چن می‌گوید: بجز نصب یک برنامه در گوشی همراه خود، تنها چیزی که مردم به آن نیاز دارند یک قاب گوشی ضدآب مناسب عمق آب در غواصی است.

این برنامه AquaApp است و می تواند با بلندگوها و میکروفون ها در تلفن های هوشمند معمولی - یا حتی ساعت های هوشمند کار کند. این برنامه ۲۴۰ پیام از پیش تعیین شده در  اختیار کاربران قرار می دهد که برای دسترسی آسان تر به هشت مقوله تقسیم شده اند.

چالش‌های مهندسی متعددی در این راه وجود داشت مانند  انعکاس از سطح آب، بستر و خط ساحلی که بر قدرت سیگنال تأثیر می‌گذاشت، حرکت افراد و سایر اشیا در آب که می تواند در انتقال سیگنال اختلال ایجاد کند و تنظیمات مختلف میکروفون و بلندگو در مدل‌های گوشی هوشمند که محققان باید به آنها می پرداختند.

علاوه بر این، گوشی‌های هوشمند و ساعت‌های هوشمندی که برای ارسال و دریافت پیام‌ها استفاده می‌شوند، احتمالاً همیشه زیر آب تغییر موقعیت می دهند.

همه این عوامل در الگوریتم این برنامه مدنظر قرار گرفت که قبل از ارسال پیام، فاصله بین دستگاه های ارتباطی و تداخل احتمالی را می سنجد.

این برنامه از طریق یک «مدخل» که بین دو دستگاه ارتباط برقرار می کند، این کار را انجام می دهد و پس از فراهم شدن بهترین شرایط برای ارسال پیام و غلبه بر موانع، پیام ارسال می شود.

جاستین چان، دانشجوی علوم کامپیوتر از دانشگاه واشنگتن، می‌گوید: مجبور بودیم در زمان واقعی خود را با این عوامل انطباق دهیم تا اطمینان حاصل کنیم این برنامه در شرایط واقعی کار می‌کند.

تهیه کنندگان این برنامه برای پشتیبانی از این برنامه، روی پروتکل شبکه خودکار کردند، مشابه پروتکل هایی که توسط روترهای (مسیریاب های) وای فای خانگی استفاده می شود. حداکثر ۶۰ کاربر مختلف را می توان در هر زمان در هر شبکه پشتیبانی کرد.

محققان با انجام آزمایش‌هایی در سناریوهای مختلف دریافتند که این برنامه در برقراری ارتباط در فاصله ۳۰ متری مؤثر است. برای پیام‌های کوتاه‌تر - برای مثال پیام‌های SOS اضطراری  این برنامه می‌تواند تا ۱۰۰ متر هم کارایی داشته باشد. همه اینها بدون اتلاف زیاد از عمر باتری اجرا می شود 

قبل از اینکه این نرم افزار عرضه شود، توسعه نرم افزاری بیشتری باید انجام شود. اگر کمی در مورد کدنویسی اطلاعات دارید، می توانید کد منبع باز را روی یک گوشی اندرویدی نصب کرده و خودتان آن را آزمایش کنید.

شیام گولاکوتا دانشمند کامپیوتر از دانشگاه واشنگتن می گوید: وضعیت شبکه های زیر آب امروزه شبیه به آرپانت در دهه ۱۹۷۰ است که فقط تعداد معدودی از افراد به اینترنت دسترسی داشتند. برنامه آکوا اپ این ظرفیت را دارد که این شرایط با دانلود آسان نرم افزار در گوشی هوشمند تغییر دهد. 

مقاله ای از این تحقیق در کنفرانس ACM SIGCOMM ۲۰۲۲ ارایه شده است.