Voimme keskustella astronautien kanssa kansainvälisellä avaruusasemalla ja katsella live-otoksia Everestin jäätyneiltä korkeuksilta.
Mutta kommunikoitko sukellusveneen tai sukeltajan kanssa? Ei niin helppo. Todellisten menetelmien puuttuminen tietojen jakamiseksi vedenalaisten ja ilma-aluksissa olevien laitteiden välillä on jo pitkään turhauttanut tutkijoita, insinöörejä, sukeltajia ja armeijan virkamiehiä.
Nyt MIT: n tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla on mahdollisuus mullistaa vedenalainen viestintä.
"Olemme osoittaneet, että on todella mahdollista kommunikoida vedenalaisesta ilmaan, mikä on ollut pitkäaikainen ongelma", sanoo MIT: n medialaboratorion professori Fadel Adib, joka johti tutkimusta.
Vaikeus johtuu siitä, että vedenalaiset ja ilma-anturit käyttävät erityyppisiä signaaleja. Radiosignaalit, jotka toimivat täydellisesti ilmassa, kulkevat huonosti vedessä. Vedenalaisten antureiden käyttämät sonarisignaalit heijastavat veden pinta-alaa eivätkä pääse ilmaan.
MIT: n tutkijat suunnittelivat järjestelmän, joka käyttää vedenalaista lähettintä sonarisignaalien lähettämiseen pintaan, tuottaen tiedon 1 ja 0 vastaavia värähtelyjä. Pintavastaanotin lukee ja dekoodaa sitten nämä pienet värähtelyt. Tutkijat kutsuvat järjestelmää TARF: ksi (translatiivinen akustinen-RF-viestintä).
TARF: lla on mitä tahansa potentiaalisia reaalimaailman käyttötarkoituksia, Adib sanoo. Sitä voitaisiin käyttää laskemaan lentokoneita vedenalaiseen lukemalla signaaleja luotaimen laitteista koneen mustasta laatikosta. Se voisi antaa sukellusveneiden kommunikoida pinnan kanssa. Ja se voisi tehdä meritutkimuksesta paljon helpompaa, kun annat tutkijoiden ottaa käyttöön vedenalaisia antureita, jotka lähettävät tietoja takaisin ilmaan reaaliajassa. Tällä hetkellä laitteen on vedettävä kaikki vedenalaiseksi kerätyt tiedot pintaan ennen kuin sitä voidaan tutkia.
"On erittäin vaikea valvoa valtamerta, minkä vuoksi suurin osa valtamerestä on edelleen tutkimaton", Adib sanoo. ”Tätä tekniikkaa käyttämällä voit nyt ottaa käyttöön antureita ja seurata jatkuvasti ja lähettää tietoja ulkomaailmaan. Voit tutkia merielämää ja päästä käsiksi kokonaan uuteen maailmaan, joka on vielä melko ulottumattomissa tänään. "
Tällä hetkellä tekniikka on matalan resoluution, mutta Adib kuvittelee sitä voivansa käyttää yhtenä päivänä videon suoratoistoon. Ajattele haikameita seurataksesi pesimäalueita tai eläviä rehuja oudoissa elämänmuodoissa.
"Merenpinta on suuri este tiedonsiirtolle ja viestinnälle", sanoo Smithsonianin Tennenbaum Marine Observatories Network -yrityksen johtaja Emmett Duffy. "Merentutkijat käyttävät paljon antureita, joille meidän on nykyisin vierailtava vedenalaisessa muodossa tietojen lataamiseen. Jos tiedot voitaisiin säteillä ilman kautta, kuten se voi tapahtua maassa sijaitseville antureille, se voi mullistaa useita meribiologisen tutkimuksen alueita."
Duffy sanoo, että vedenalainen ja ilmakommunikaatio voisi mahdollistaa sellaisten suurten merieläimien seurantatietojen hankkimisen, jotka on varustettu tunnisteilla ilman, että niitä olisi pyydettävä uudelleen, mikä voi auttaa tutkijoita ymmärtämään muuttoliikkeitä ja luontotyyppejä. Sitä voidaan käyttää myös tietojen hakemiseen vedenalaisista antureista automaattisesti, jolloin tutkijat voivat seurata haitallisia levälajeja tai muita eläimiä kulkiessaan. Se voisi auttaa biologisia tutkimuksia tekeviä sukeltajia käyttämään verkkotyökaluja vedenalaisena.
Adib ja hänen jatko-opiskelija Francesco Tonolini ovat kirjoittaneet tekniikkaa käsittelevän artikkelin, jonka he esittelivät tietoliikennekonferenssissa elokuussa.
Alkuperäinen konseptitutkimus suoritettiin MIT-uima-altaalla, suurin syvyys noin 11 tai 12 jalkaa. Seuraavien askelten tutkijoiden on nähdä, onko TARF toimiva paljon suuremmalla syvyydellä.
"Haluamme pystyä ottamaan tämän luonnonvaraiseksi ja toimimaan kymmenien tai satojen tai jopa tuhansien metrien päässä", Adib sanoo.
Ryhmä kokeilee myös sitä, kuinka hyvin tekniikka toimii vaihtelevissa olosuhteissa - voimakkaat aallot, myrskyt, pyörteitä kalakouluja. He haluavat myös nähdä, voivatko he saada teknologian toimimaan toiseen suuntaan - ilmasta veteen. Tämän avulla tutkijat voivat olla yhteydessä vedenalaisiin laitteisiin; esimerkiksi parametrien palauttaminen merimonitoriin.
"Tämä on erittäin mielenkiintoinen osoitus, vaikkakin rajoitetussa mittakaavassa, mahdollisuudesta käyttää mikroaaltotutkaa linkkinä ilmateitse olevan laitteen ja vedenalaisen akustisen järjestelmän välillä", sanoo Yhdistyneen kuningaskunnan Newcastlen yliopiston luennoitsija Jeff Neasham. joka on opiskellut vedenalaista akustiikkaa. "Kuten kirjoittajat huomauttivat, tarvitaan lisätyötä järjestelmän skaalautuvuuden tutkimiseksi, jotta voidaan nähdä, voidaanko käytännöllisillä tehotasoilla saavuttaa hyödyllisiä alueita sekä ilma- että merikanavalle, ja ymmärtää myös realistisempien aalto-olosuhteiden vaikutuksia merenpintaan. ”
Jos tekniikka osoittautuu onnistuneeksi todellisissa olosuhteissa, odota, että ”kutominen sukellettaessa” on viimeisin vedenalainen villitys.
