“AquaApp porta la comunicazione subacquea alle masse.” Questa è l’audace affermazione del subacqueo Prof. Shyam Gollakota. “Lo stato attuale delle reti sottomarine è simile ad ARPANET, il precursore di Internet, negli anni ’1970, dove solo pochi eletti avevano accesso a Internet.
“AquaApp ha il potenziale per cambiare questo status quo democratizzando la tecnologia subacquea e rendendola semplice come scaricare un software sul tuo smartphone.”
A meno che tu non usi un integrale mask con il sistema di comunicazione, per la maggior parte dei subacquei i segnali manuali sono l'unico modo pratico per comunicare informazioni sulla sicurezza e sulla direzione sott'acqua, come evidenziato nel recente Divernet caratteristica Immergiti come un professionista: impara a comunicare sott'acqua.
Ora i ricercatori dell’Università di Washington sperano di cambiare la situazione, avendo sviluppato quella che descrivono come “la prima app mobile per la comunicazione e il networking basati sull’acustica sott’acqua che può essere utilizzata con i dispositivi esistenti dei subacquei come smartphone e smartwatch”.
"Il progetto è in parte motivato dalle esperienze di immersione con i miei amici, così come dallo snorkeling, in cui comunicare è una sfida poiché richiede di sollevare la testa contemporaneamente all'altra persona, cosa difficile da coordinare", prof. Gollakota detto Divernet.
I segnali manuali possono essere interpretati erroneamente e causare confusione, soprattutto a distanza e in condizioni di scarsa visibilità, afferma il team, e sebbene i messaggi di testo bidirezionali possano fornire una soluzione, richiedono hardware personalizzato costoso e di difficile accesso.
“Gli smartphone si affidano a segnali radio come Wi-Fi e Bluetooth per la comunicazione wireless. Quelli non si propagano bene sott’acqua, ma i segnali acustici sì”, afferma Tuochao Chen, co-autore principale insieme a Justin Chan dello studio AquaApp. I due dottorandi della Paul G Allen School dell’università hanno lavorato al progetto con il professor Gollakota, direttore del Mobile Intelligence Lab della scuola.
"Con AquaApp, dimostriamo la messaggistica subacquea utilizzando l'altoparlante e il microfono ampiamente disponibili su smartphone e orologi", afferma Chen. "Oltre a scaricare un'app sul proprio telefono, l'unica cosa di cui le persone avranno bisogno è una custodia impermeabile adatta alla profondità della loro immersione."
Come funziona
Utilizzando l'interfaccia AquaApp, i subacquei possono selezionare da un elenco di 240 messaggi preimpostati che corrispondono ai segnali manuali utilizzati dai subacquei professionisti, con i 20 più comuni (quelli che probabilmente verranno utilizzati dai subacquei ricreativi) ben visibili per un facile accesso. I messaggi possono anche essere filtrati in otto categorie come indicatori direzionali, fattori ambientali o stato delle apparecchiature.
"Lo scenario subacqueo fa emergere nuovi problemi rispetto alle applicazioni via etere", afferma Chan. “Ad esempio, le fluttuazioni nell’intensità del segnale sono aggravate a causa dei riflessi provenienti dalla superficie, dal pavimento e dalla costa. Il movimento causato da persone, onde e oggetti nelle vicinanze può interferire con la trasmissione dei dati. Inoltre, i microfoni e gli altoparlanti hanno caratteristiche diverse a seconda dei modelli di smartphone.
"Abbiamo dovuto adattarci in tempo reale a questi e ad altri fattori per garantire che AquaApp funzionasse in condizioni reali", afferma. Questi “altri fattori” includono la tendenza dei dispositivi a spostare rapidamente la posizione e la prossimità nella corrente e il rumore proveniente dalle navi e dagli animali marini vicini.
AquaApp utilizza un algoritmo per ottimizzare in tempo reale il bitrate e le frequenze acustiche di ogni trasmissione, in base a parametri quali distanza, rumore e variazioni della risposta in frequenza.
Quando il subacqueo A desidera inviare un messaggio al dispositivo del subacqueo B, l'app di A trasmette prima una breve nota chiamata "preambolo". AquaApp sul dispositivo del subacqueo B esegue l'algoritmo per determinare le migliori condizioni per ricevere il preambolo e istruisce il dispositivo di A a inviare il messaggio utilizzando tali condizioni.
Rete sottomarina
Avendo sviluppato un protocollo di rete per condividere l'accesso alla rete sottomarina, il team afferma che AquaApp può ospitare fino a 60 utenti unici contemporaneamente sulla sua rete locale.
I ricercatori hanno poi valutato le prestazioni di AquaApp, a distanze fino a 113 metri e a profondità fino a 12 metri. "Dodici metri erano la profondità massima alla quale abbiamo potuto testare, poiché dobbiamo misurare la distanza con precisione", afferma il prof. Gollakota. "Le custodie impermeabili per smartphone commerciali possono supportare profondità maggiori fino a 40 m."
I sei siti di prova rappresentavano diverse condizioni dell'acqua e livelli di attività e includevano sotto un ponte in acque calme, in un famoso parco sul lungomare con forti correnti, accanto al molo di pesca di un lago affollato e in una baia con forti onde.
"Sulla base dei nostri esperimenti, fino a 30 metri è la portata ideale per inviare e ricevere messaggi sott'acqua e 100 metri per trasmettere segnali SOS", afferma Chen. "Queste capacità dovrebbero essere sufficienti per la maggior parte degli scenari ricreativi e professionali."
Il team ha inoltre utilizzato il sistema ininterrottamente su due smartphone Samsung Galaxy S9 al massimo volume con gli schermi attivati per misurare l’impatto di AquaApp sulla durata della batteria. La potenza è stata ridotta di non più del 32% nel corso di quattro ore, riferiscono.
"Abbiamo reso il codice e l'app disponibili su GitHub affinché le persone possano testarli", ha detto il professor Gollakota Divernet. “Stiamo cercando partner del settore per renderlo disponibile in commercio. La buona notizia è che, poiché si tratta solo di software e non di hardware, gli ostacoli e i tempi dovrebbero essere inferiori rispetto all’attrezzatura subacquea tradizionale”.
Dati e codice Android open source sono disponibili anche su Sito web dell'AquaApp, e c'è anche a video dimostrativo. Ora la domanda è fino a che punto i subacquei abbracceranno questo sviluppo.
