"AquaApp apporte la communication sous-marine au grand public." C’est l’affirmation audacieuse du professeur Shyam Gollakota, plongeur. « L’état actuel des réseaux sous-marins est similaire à celui d’ARPANET, le précurseur d’Internet, dans les années 1970, où seuls quelques privilégiés avaient accès à Internet.
"AquaApp a le potentiel de changer ce statu quo en démocratisant la technologie sous-marine et en la rendant aussi simple que le téléchargement d'un logiciel sur votre smartphone."
Sauf si vous utilisez un masque intégral masque avec un système de communication, pour la plupart des plongeurs, les signaux manuels constituent le seul moyen pratique de communiquer des informations de sécurité et de direction sous l'eau, comme le reflète la récente Divernet caractéristique Plongez comme un pro : apprenez à communiquer sous l'eau.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Washington espèrent changer cela, après avoir développé ce qu'ils décrivent comme « la première application mobile de communication et de mise en réseau sous l'eau basée sur l'acoustique, qui peut être utilisée avec les appareils existants des plongeurs tels que les smartphones et les montres intelligentes ».
"Le projet est en partie motivé par les expériences de plongée avec mes amis, ainsi que de snorkeling, où communiquer est un défi car il faut lever la tête en même temps que l'autre personne, ce qui est difficile à coordonner", professeur Gollakota. dit Divernet.
Les signaux manuels peuvent être mal interprétés et provoquer de la confusion, en particulier à distance et dans des conditions de faible visibilité, explique l'équipe. Même si la messagerie texte bidirectionnelle peut constituer une solution, elle nécessite un matériel personnalisé coûteux et difficile d'accès.
« Les smartphones s'appuient sur des signaux radio comme le Wi-Fi et le Bluetooth pour la communication sans fil. Ceux-ci ne se propagent pas bien sous l’eau, mais les signaux acoustiques oui », explique Tuochao Chen, co-auteur principal avec Justin Chan de l’étude AquaApp. Les deux doctorants de l’école Paul G Allen de l’université ont travaillé sur le projet avec le professeur Gollakota, directeur du Mobile Intelligence Lab de l’école.
"Avec AquaApp, nous démontrons la messagerie sous-marine à l'aide du haut-parleur et du microphone largement disponibles sur les smartphones et les montres", explique Chen. "En plus de télécharger une application sur leur téléphone, la seule chose dont les gens auront besoin est un étui de téléphone étanche adapté à la profondeur de leur plongée."
Fonctionnement
À l'aide de l'interface AquaApp, les plongeurs peuvent choisir parmi une liste de 240 messages prédéfinis correspondant aux signaux manuels utilisés par les plongeurs professionnels, les 20 plus courants (ceux susceptibles d'être utilisés par les plongeurs récréatifs) étant affichés bien en évidence pour un accès facile. Les messages peuvent également être filtrés en huit catégories telles que les indicateurs directionnels, les facteurs environnementaux ou l'état des équipements.
"Le scénario sous-marin fait apparaître de nouveaux problèmes par rapport aux applications aériennes", explique Chan. « Par exemple, les fluctuations de la force du signal sont aggravées par les réflexions de la surface, du fond et du littoral. Les mouvements provoqués par les humains, les vagues et les objets à proximité peuvent interférer avec la transmission des données. De plus, les microphones et les haut-parleurs ont des caractéristiques différentes selon les modèles de smartphones.
« Nous avons dû nous adapter en temps réel à ces facteurs et à d'autres pour garantir qu'AquaApp fonctionnerait dans des conditions réelles », explique-t-il. Ces « autres facteurs » incluent la tendance des appareils à changer rapidement de position et de proximité en fonction du courant, ainsi que le bruit des navires et des animaux marins à proximité.
AquaApp utilise un algorithme pour optimiser le débit binaire et les fréquences acoustiques de chaque transmission en temps réel, en fonction de paramètres tels que la distance, le bruit et les variations de réponse en fréquence.
Lorsque le plongeur A souhaite envoyer un message à l’appareil du plongeur B, l’application de A transmet d’abord une note rapide appelée « préambule ». AquaApp sur l'appareil du plongeur B exécute l'algorithme pour déterminer les meilleures conditions pour recevoir le préambule et demande à l'appareil de A d'envoyer le message en utilisant ces conditions.
Réseau sous-marin
Après avoir développé un protocole réseau pour partager l'accès au réseau sous-marin, l'équipe affirme qu'AquaApp peut accueillir jusqu'à 60 utilisateurs uniques sur son réseau local en même temps.
Les chercheurs ont ensuite évalué les performances d'AquaApp, à des distances allant jusqu'à 113 m et à des profondeurs allant jusqu'à 12 m. "Douze mètres était la profondeur maximale à laquelle nous pouvions tester, car nous devons mesurer la distance avec précision", explique le professeur Gollakota. « Les étuis étanches pour smartphones du commerce peuvent supporter des profondeurs plus importantes, jusqu'à 40 m. »
Les six sites d'essai représentaient différentes conditions d'eau et niveaux d'activité et se trouvaient sous un pont dans des eaux calmes, dans un parc riverain populaire avec de forts courants, à côté du quai de pêche d'un lac très fréquenté et dans une baie avec de fortes vagues.
"D'après nos expériences, jusqu'à 30 m est la portée idéale pour envoyer et recevoir des messages sous l'eau, et 100 m pour transmettre des balises SOS", explique Chen. "Ces capacités devraient être suffisantes pour la plupart des scénarios récréatifs et professionnels."
L’équipe a également exécuté le système en continu sur deux smartphones Samsung Galaxy S9 au volume maximum avec des écrans activés pour mesurer l’impact d’AquaApp sur la durée de vie de la batterie. La puissance n’a été réduite que de 32 % en quatre heures, rapportent-ils.
"Nous avons rendu le code et l'application disponibles sur GitHub pour que les gens puissent les tester", a déclaré le professeur Gollakota. Divernet. « Nous sommes en train de rechercher des partenaires industriels pour rendre ce produit disponible dans le commerce. La bonne nouvelle est que puisqu’il s’agit uniquement de logiciels et non de matériel, les obstacles et les délais devraient être plus petits que ceux des équipements de plongée traditionnels.
Les données et le code Android open source sont également disponibles sur le Site AquaApp, et il y a aussi un vidéo de démonstration. La question est maintenant de savoir dans quelle mesure les plongeurs adopteront cette évolution.
