"AquaApp يوفر التواصل تحت الماء للجماهير." هذا هو الادعاء الجريء للغواص البروفيسور شيام جولاكوتا. "إن حالة الشبكات تحت الماء اليوم تشبه شبكة ARPANET، التي كانت بمثابة مقدمة للإنترنت، في السبعينيات، حيث لم يتمكن سوى عدد قليل من الأشخاص من الوصول إلى الإنترنت.
"يتمتع AquaApp بالقدرة على تغيير هذا الوضع الراهن من خلال إضفاء الطابع الديمقراطي على التكنولوجيا تحت الماء وجعلها سهلة مثل تنزيل البرامج على هاتفك الذكي."
إلا إذا كنت تستخدم الوجه الكامل قناع مع نظام الاتصالات، تعتبر إشارات اليد بالنسبة لمعظم الغواصين هي الطريقة العملية الوحيدة لتوصيل معلومات السلامة والاتجاه تحت الماء، كما هو موضح في أحدث التقارير. ديفرنت ميزة الغوص مثل المحترفين: تعلم كيفية التواصل تحت الماء.
ويأمل الباحثون في جامعة واشنطن الآن في تغيير ذلك، بعد أن طوروا ما يصفونه بـ "أول تطبيق جوال للاتصالات والشبكات الصوتية تحت الماء والذي يمكن استخدامه مع الأجهزة الموجودة للغواصين مثل الهواتف الذكية والساعات الذكية".
"المشروع مدفوع جزئيًا بتجارب الغوص مع أصدقائي، وكذلك الغطس، حيث يمثل التواصل تحديًا لأنه يتطلب رفع الرأس في نفس الوقت مع الشخص الآخر، وهو أمر يصعب التنسيق معه"، البروفيسور جولاكوتا. أخبر ديفرنت.
يمكن أن يتم تفسير إشارات اليد بشكل خاطئ وتسبب الارتباك، خاصة عبر المسافة وفي ظروف الرؤية المنخفضة، كما يقول الفريق، وعلى الرغم من أن الرسائل النصية ثنائية الاتجاه قد توفر حلاً، إلا أنها تتطلب أجهزة مخصصة مكلفة ويصعب الوصول إليها.
"تعتمد الهواتف الذكية على إشارات الراديو مثل الواي فاي والبلوتوث للاتصالات اللاسلكية. يقول توشاو تشين، المؤلف الرئيسي المشارك مع جوستين تشان من دراسة AquaApp: "إنها لا تنتشر جيدًا تحت الماء، لكن الإشارات الصوتية تفعل ذلك". وعمل طالبا الدكتوراه في مدرسة Paul G Allen بالجامعة في المشروع مع البروفيسور جولاكوتا، مدير مختبر الذكاء المتنقل بالمدرسة.
يقول تشين: "مع AquaApp، نعرض المراسلة تحت الماء باستخدام مكبر الصوت والميكروفون المتوفرين على نطاق واسع في الهواتف الذكية والساعات". "بخلاف تنزيل تطبيق على هواتفهم، فإن الشيء الوحيد الذي سيحتاجه الأشخاص هو حافظة هاتف مقاومة للماء مصنفة حسب عمق الغوص."
كيف تعمل
باستخدام واجهة AquaApp، يمكن للغواصين الاختيار من قائمة مكونة من 240 رسالة محددة مسبقًا تتوافق مع إشارات اليد التي يستخدمها الغواصون المحترفون، مع عرض الرسائل العشرين الأكثر شيوعًا (تلك التي من المحتمل أن يستخدمها الغواصون الترفيهيون) بشكل بارز لسهولة الوصول إليها. يمكن أيضًا تصفية الرسائل إلى ثماني فئات مثل مؤشرات الاتجاه أو العوامل البيئية أو حالة المعدات.
يقول تشان: "يُظهر السيناريو تحت الماء مشاكل جديدة مقارنة بالتطبيقات الموجودة على الهواء". "على سبيل المثال، تتفاقم التقلبات في قوة الإشارة بسبب الانعكاسات من السطح والأرضية والساحل. يمكن أن تتداخل الحركة التي يسببها البشر والأمواج والأشياء القريبة مع نقل البيانات. علاوة على ذلك، تتمتع الميكروفونات ومكبرات الصوت بخصائص مختلفة عبر طرازات الهواتف الذكية.
ويقول: "كان علينا أن نتكيف في الوقت الفعلي مع هذه العوامل وغيرها لضمان عمل AquaApp في ظل ظروف العالم الحقيقي". وتشمل هذه "العوامل الأخرى" ميل الأجهزة إلى تغيير موضعها وقربها بسرعة في التيار، والضوضاء الصادرة عن السفن والحيوانات البحرية القريبة.
يستخدم AquaApp خوارزمية لتحسين معدل البت والترددات الصوتية لكل عملية إرسال في الوقت الفعلي، بناءً على معلمات مثل المسافة والضوضاء وتغيرات استجابة التردد.
عندما يريد الغواص "أ" إرسال رسالة إلى جهاز الغواص "ب"، يرسل تطبيق "أ" أولاً ملاحظة سريعة تسمى "الديباجة". يقوم تطبيق AquaApp الموجود على جهاز الغواص "ب" بتشغيل الخوارزمية لتحديد أفضل الظروف لتلقي المقدمة ويوجه جهاز "أ" لإرسال الرسالة باستخدام تلك الشروط.
شبكة تحت الماء
وبعد تطوير بروتوكول شبكة لمشاركة الوصول إلى الشبكة تحت الماء، يقول الفريق إن AquaApp يمكنه استيعاب ما يصل إلى 60 مستخدمًا فريدًا على شبكته المحلية في وقت واحد.
ثم قام الباحثون بتقييم أداء AquaApp، على مسافات تصل إلى 113 مترًا وعلى أعماق تصل إلى 12 مترًا. يقول البروفيسور جولاكوتا: "كان الحد الأقصى للعمق الذي يمكننا اختباره هو اثني عشر مترًا، لأننا نحتاج إلى قياس المسافة بدقة". "يمكن لحافظات الهواتف الذكية التجارية المقاومة للماء أن تدعم أعماقًا أكبر تصل إلى 40 مترًا."
تمثل مواقع الاختبار الستة ظروفًا مائية مختلفة ومستويات نشاط مختلفة، وتم تضمينها أسفل جسر في المياه الهادئة، في حديقة شعبية على الواجهة البحرية ذات تيارات قوية، بجانب رصيف الصيد في بحيرة مزدحمة وفي خليج به أمواج قوية.
يقول تشين: "استنادًا إلى تجاربنا، فإن ما يصل إلى 30 مترًا هو النطاق المثالي لإرسال واستقبال الرسائل تحت الماء، و100 متر لإرسال إشارات SOS". "يجب أن تكون هذه القدرات كافية لمعظم السيناريوهات الترفيهية والمهنية."
قام الفريق أيضًا بتشغيل النظام بشكل مستمر على هاتفين ذكيين من طراز Samsung Galaxy S9 بأقصى مستوى صوت مع تنشيط الشاشات لقياس تأثير AquaApp على عمر البطارية. وذكروا أن الطاقة انخفضت بما لا يزيد عن 32% على مدار أربع ساعات.
قال البروفيسور جولاكوتا: "لقد جعلنا الكود والتطبيق متاحين على GitHub ليقوم الأشخاص باختباره". ديفرنت. "نحن بصدد البحث عن شركاء في الصناعة لجعل هذا متاحًا تجاريًا. والخبر السار هو أنه نظرًا لأن الأمر مجرد برامج وليس أجهزة، فيجب أن تكون العقبات والجدول الزمني أصغر مقارنة بمعدات الغوص التقليدية.
تتوفر أيضًا البيانات وكود Android مفتوح المصدر على الموقع موقع أكوا آب، وهناك أيضًا فيديو مظاهرة. والسؤال المطروح الآن هو إلى أي مدى سيتقبل الغواصون هذا التطور.
