Onderzoekers ontwikkelen onderwaterberichtenapp die werkt met de luidspreker en microfoon van de telefoon

Onder water communiceren is een uitdaging en duikers gebruiken handsignalen om te communiceren. “Smartphones zijn voor draadloze communicatie afhankelijk van radiosignalen zoals wifi en bluetooth. Die verspreiden zich niet goed onder water, maar akoestische signalen wel”, zegt co-hoofdauteur Tuochao Chen, een doctoraatsstudent aan de Allen School. Het team heeft AquaApp ontwikkeld, de eerste mobiele app voor akoestische communicatie en netwerken onderwater die gebruikt kunnen worden met bestaande apparaten zoals smartphones en smartwatches.

“Behalve het downloaden van een app naar hun telefoon, hebben mensen alleen een waterdichte telefoonhoes nodig die geschikt is voor de diepte van hun duik.” zegt Chen.

Maak je geen zorgen, je hoeft geen lange harde berichten te lezen of te verzenden terwijl je erin slaagt in leven te blijven en niet opgegeten te worden door een haai. De AquaApp-interface stelt gebruikers in staat om te kiezen uit een lijst van 240 vooraf ingestelde berichten die overeenkomen met handsignalen die worden gebruikt door professionele duikers, waarbij de 20 meest voorkomende signalen prominent worden weergegeven voor gemakkelijke toegang. Gebruikers kunnen berichten ook filteren op acht categorieën, waaronder richtingaanwijzers, omgevingsfactoren en apparatuurstatus.

Gerelateerd nieuws

Onderzoekers zenden stroom draadloos over meer dan 30 meter uit met behulp van infraroodlicht

Onderzoekers zenden stroom draadloos over meer dan 30 meter uit met behulp van infraroodlicht

Dit is hoe de originele iPhone van Apple de smartphone-industrie voor altijd veranderde

Dit is hoe de originele iPhone van Apple de smartphone-industrie voor altijd veranderde

“Het onderwaterscenario brengt nieuwe problemen aan het licht in vergelijking met toepassingen via de lucht”, legt Chan uit. “Fluctuaties in signaalsterkte worden bijvoorbeeld verergerd door reflecties van het oppervlak, de vloer en de kustlijn. De beweging die wordt veroorzaakt door mensen, golven en objecten in de buurt, kan de gegevensoverdracht verstoren. Verder hebben microfoons en luidsprekers verschillende kenmerken tussen smartphonemodellen. We moesten ons in realtime aanpassen aan deze en andere factoren om ervoor te zorgen dat AquaApp zou werken onder reële omstandigheden.”

Die andere factoren zijn onder meer de neiging van apparaten om snel van positie en nabijheid in de stroming te veranderen en de verschillende geluidsprofielen die de app kan tegenkomen vanwege de aanwezigheid van schepen, dieren en zelfs laagvliegende vliegtuigen.

Het team creëerde een algoritme waarmee AquaApp in realtime de bitrate en akoestische frequenties van elke transmissie kan optimaliseren op basis van bepaalde parameters, waaronder afstand, ruis en variaties in frequentierespons op verschillende apparaten. Wanneer een gebruiker een bericht naar een ander apparaat wil sturen, stuurt zijn app eerst een korte notitie, een preambule genaamd, naar het andere apparaat. AquaApp op het tweede apparaat voert het algoritme uit om de beste voorwaarden te bepalen om de preambule te ontvangen; het vertelt vervolgens het eerste apparaat om dezelfde voorwaarden te gebruiken om het eigenlijke bericht te verzenden.

AquaApp
AquaApp

De onderzoekers ontwikkelden een netwerkprotocol om de toegang tot het onderwaternetwerk te delen, vergelijkbaar met hoe wifi-netwerken internetverkeer doorverwijzen, om berichten tussen meerdere apparaten te ondersteunen. AquaApp biedt plaats aan maximaal 60 unieke gebruikers op zijn lokale netwerk tegelijk.

Het team heeft de praktische bruikbaarheid van het AquaApp-systeem getest op een half dozijn locaties met verschillende watercondities en activiteitsniveaus, waaronder onder een brug in kalm water, in een populair park aan het water met sterke stroming, naast het visdok van een druk meer, en in een baai met sterke golven. In een reeks experimenten evalueerden ze de prestaties van AquaApp op afstanden tot 113 meter en diepten tot 12 meter.

“Op basis van onze experimenten is tot 30 meter het ideale bereik voor het verzenden en ontvangen van berichten onder water, en 100 meter voor het verzenden van SoS-bakens,” zei Chen. “Deze mogelijkheden zouden voldoende moeten zijn voor de meeste recreatieve en professionele scenario’s.”

De onderzoekers hebben ook de impact van AquaApp op de batterijduur gemeten door het systeem continu op twee Samsung Galaxy S9-smartphones te laten draaien op maximaal volume en met geactiveerde schermen. De app verminderde het batterijvermogen van de apparaten met slechts 32% in de loop van vier uur, wat binnen de maximaal aanbevolen duiktijd voor recreatief duiken is.

.

Leave a Comment