Vi kan videochatte med astronauter ombord den internasjonale romstasjonen og se på opptak fra de frosne høydene i Everest.
Men å kommunisere med en ubåt eller en dykker? Ikke så lett. Mangelen på levedyktige metoder for å dele data mellom vann- og luftbårne enheter har lenge vært en frustrasjon for både forskere, ingeniører, dykkere og militære tjenestemenn.
Nå har forskere ved MIT utviklet en metode med potensial til å revolusjonere kommunikasjon under vann.
"Det vi har vist, er at det faktisk er mulig å kommunisere fra under vann til luften, noe som har vært et mangeårig problem, " sier Fadel Adib, professor ved MITs Media Lab, som ledet forskningen.
Vanskeligheten stammer fra det faktum at undervanns- og luftbårne sensorer bruker forskjellige slags signaler. Radiosignaler som fungerer perfekt i luft reiser dårlig i vann. Ekkoloddsignaler som brukes av undersjøiske sensorer reflekterer overflaten av vannet i stedet for å nå luften.
MIT-forskerne designet et system som bruker en undersjøisk sender for å sende ekkoloddsignaler til overflaten, og gjør vibrasjoner som tilsvarer 1'ene og 0'ene til dataene. En overflatemottaker leser og avkoder deretter disse bittesmå vibrasjonene. Forskerne kaller systemet TARF (translasjonell akustisk-RF-kommunikasjon).
TARF har et hvilket som helst antall potensielle bruksområder i den virkelige verden, sier Adib. Det kan brukes til å finne nedlagte fly under vann ved å lese signaler fra ekkoloddinnretninger i et flys svarte boks. Det kan tillate ubåter å kommunisere med overflaten. Og det kan gjøre marin forskning mye enklere ved å la forskere distribuere undersjøiske sensorer som overfører data tilbake til luften i sanntid. Akkurat nå må all data som samles inn under vann bringes til overflaten av enheten før den kan undersøkes.
"Det er veldig vanskelig å overvåke havet, og det er grunnen til at det meste av havet forblir uutforsket, " sier Adib. "Ved å bruke denne teknologien kan du nå distribuere sensorer og foreta kontinuerlig overvåking og sende dataene til omverdenen. Du kan studere livet i havet og få tilgang til en helt ny verden som fremdeles er ganske utenfor vår rekkevidde i dag. "
Akkurat nå er teknologien lavoppløselig, men Adib ser for seg at den en dag kan brukes til streaming av video. Tenk haikammer for å overvåke hekkeplasser, eller levende fôr av de rare livene i skyttergraver.
"Havoverflaten er en stor barriere for dataoverføring og kommunikasjon, " sier Emmett Duffy, direktør for Smithsonians Tennenbaum Marine Observatories Network. "Havforskere bruker mange sensorer som vi for øyeblikket må besøke under vann for å laste ned dataene. Hvis data kunne stråles gjennom lufta, som det kan være for sensorer på land, kan dette revolusjonere flere områder av marinbiologisk forskning."
Duffy sier at kommunikasjon under luft og luft kan gjøre det mulig å få sporingsdata fra store marine dyr utstyrt med tagger uten å måtte gjenfangre dem, noe som kan hjelpe forskere til å forstå migrasjon og habitatmønstre. Det kan også brukes til å hente data fra undersjøiske sensorer in situ automatisk, og la forskere spore skadelige alger eller andre dyr når de passerer. Det kan hjelpe dykkere med å gjøre biologiske undersøkelser for å bruke online verktøy under vann.
Adib og hans doktorgradsstudent, Francesco Tonolini, var medforfatter av en artikkel om teknologien som de presenterte på en konferanse om datakommunikasjon i august.
Den første bevis-of-concept-studien ble utført i MIT-svømmebassenget med maksimale dybder på rundt 11 eller 12 fot. De neste trinnene for forskerne er å se om TARF er brukbar på mye større dyp.
"Vi ønsker å kunne ta dette til naturen og operere på titalls eller hundrevis eller til og med tusenvis av meter, " sier Adib.
Teamet eksperimenterer også med hvor bra teknologien fungerer under forskjellige forhold - høye bølger, uvær, midt i virvlende skoler av fisk. De vil også se om de kan få teknologien til å fungere i den andre retningen - luft til vann. Dette vil tillate forskere å kommunisere med undervannsapparater; for eksempel tilbakestille parametrene på en marin monitor.
"Dette er en veldig interessant demonstrasjon, om enn i begrenset omfang, av potensialet ved å bruke mikrobølgeovnsradar som koblingen mellom en luftbåren enhet og et undervanns akustisk system, " sier Jeff Neasham, foreleser ved University of Newcastle i Storbritannia, som har studert akustikk under vann. "Som forfatterne bemerket, er det behov for ytterligere arbeid for å undersøke skalerbarheten i systemet, for å se om nyttige områder for både luft og sjøkanal kan oppnås med praktiske effektnivåer, og også for å forstå effekten av mer realistiske bølgeforhold på havoverflaten. ”
Hvis teknologien viser seg å være vellykket under virkelige forhold, kan du forvente at "teksting mens dykking" er den siste undervannskraffen.
