Můžeme videochat s astronauty na palubě Mezinárodní vesmírné stanice a sledovat živé záběry ze zmrzlých výšin Everestu.
Ale komunikujete s ponorkou nebo potápěčem? Není to tak snadné. Nedostatek životaschopných metod pro sdílení dat mezi podvodními a vzdušnými zařízeními byl pro vědce, inženýry, potápěče i vojenské úředníky dlouhou frustrací.
Nyní vědci na MIT vyvinuli metodu s potenciálem revoluce v podvodní komunikaci.
"Ukázali jsme, že je skutečně možné komunikovat z pod vodou do vzduchu, což byl dlouhodobý problém, " říká Fadel Adib, profesor mediální laboratoře MIT, který výzkum vedl.
Obtížnost pramení ze skutečnosti, že podvodní a vzdušné senzory používají různé druhy signálů. Rádiové signály, které fungují dokonale ve vzduchu, špatně cestují ve vodě. Sonarové signály, které používají podvodní senzory, se odrazí spíše od hladiny vody než k dosažení vzduchu.
Vědci MIT navrhli systém, který používá podvodní vysílač k vysílání sonarových signálů na povrch, čímž vytváří vibrace odpovídající 1s a 0s dat. Povrchový přijímač pak tyto malé vibrace přečte a dekóduje. Vědci nazývají systém TARF (translační akustická-RF komunikace).
TARF má libovolný počet potenciálních využití v reálném světě, říká Adib. Mohlo by to být použito k nalezení kleslých letadel pod vodou čtením signálů ze sonarových zařízení v černé krabici letadla. Mohlo by to umožnit ponorkám komunikovat s povrchem. A to by mohlo usnadnit mořský výzkum tím, že by vědcům umožnilo nasadit podvodní senzory, které přenášejí data zpět do vzduchu v reálném čase. Právě teď musí být všechna data shromážděná pod vodou přenesena na povrch zařízením, než bude možné je prozkoumat.
"Je velmi obtížné sledovat oceán, proto většina oceánů zůstává neprozkoumána, " říká Adib. „Pomocí této technologie byste nyní mohli nasadit senzory a provádět nepřetržité monitorování a odesílat data do okolního světa. Dalo by se studovat mořský život a mít přístup do zcela nového světa, který je dnes do značné míry mimo náš dosah. “
Právě teď je technologie s nízkým rozlišením, ale Adib si představuje, že by se jednoho dne mohla použít pro streamování videa. Zamyslete se od žraločích vaček, abyste mohli sledovat hnízdiště nebo živě živit podivné formy života v zákopech.
„Oceánský povrch je velkou překážkou přenosu dat a komunikace, “ říká Emmett Duffy, ředitel Smithsonian's Tennenbaum Marine Observatories Network. "Námořní vědci používají ke stahování dat spoustu senzorů, které musíme v současné době navštívit pod vodou. Pokud by mohla být data přenášena vzduchem, jako je tomu u senzorů na souši, mohlo by to revolucionizovat několik oblastí mořského biologického výzkumu."
Duffy říká, že podvodní a vzduchová komunikace by mohla umožnit, aby byla data sledování velkých mořských zvířat vybavena značkami, aniž by je bylo nutné znovu zachytit, což by vědcům mohlo pomoci pochopit migraci a vzorce stanovišť. Mohlo by být také použito k automatickému načítání dat z podvodních senzorů in situ, což vědcům umožní sledovat škodlivé druhy řas nebo jiná zvířata, když procházejí. Mohlo by to pomoci potápěčům při provádění biologických průzkumů k používání online nástrojů pod vodou.
Adib a jeho postgraduální student, Francesco Tonolini, spoluautorem příspěvku o technologii, který představili na srpnové konferenci o datové komunikaci.
Počáteční studie koncepce byla provedena v bazénu MIT v maximální hloubce asi 11 nebo 12 stop. Dalším krokem pro vědce je zjistit, zda je TARF funkční v mnohem větších hloubkách.
"Chceme být schopni to vzít do přírody a pracovat na desítkách, stovkách nebo tisících metrech, " říká Adib.
Tým také experimentuje s tím, jak dobře technologie funguje za různých podmínek - vysoké vlny, bouře, uprostřed vířících rybích hejn. Chtějí také zjistit, zda dokážou tuto technologii fungovat opačným směrem - vzduch do vody. To by vědcům umožnilo komunikovat s podvodními zařízeními; například resetování parametrů na mořském monitoru.
"Je to velmi zajímavá demonstrace, byť v omezeném měřítku, potenciálu využití mikrovlnného radaru jako spojení mezi palubním zařízením a podvodním akustickým systémem, " říká Jeff Neasham, přednášející na University of Newcastle ve Velké Británii, který studoval podvodní akustiku. „Jak autoři poznamenali, je zapotřebí další práce k prozkoumání škálovatelnosti systému, aby se zjistilo, zda lze praktických úrovní výkonu dosáhnout užitečných rozsahů pro vzdušný i námořní kanál, a také pro pochopení účinků realističtějších vlnových podmínek na hladina moře. “
Pokud se tato technologie v podmínkách skutečného světa ukáže jako úspěšná, očekávejte „textové zprávy při potápění“ jako poslední podvodní šílenství.
