让智能手机在水下通信 以声音为信道传输文字短信的APP

大多数用户或许没有在水下发短信的需求，但对于数百万水肺潜水和浮潜爱好者来说，水下的及时交流有时攸关生死。

目前，手势交流是潜水爱好者首选方式，专业潜水员应熟练掌握全球通行的超200种词汇(从“你还好吗？”到“结束潜水”的所有内容)的肢体语言。

但是，在较长距离或能见度差的情况下，手语效果不佳。

考虑到上面的状况，研究人员开发了一种特殊的智能手机APP，可使用声学信号使人们能够在水下通信。

“智能手机依靠Wi-Fi和蓝牙等无线电信号通信，”西雅图华盛顿大学计算机科学研究生陈拓超(音)说，“但它们在水下不能很好地传播，而声音信号可以。”

水下环境里的声音信号并不新鲜，但以前需要昂贵的专用硬件。

但对于陈的发明，“除了在手机上安装APP外，人们唯一需要的是适应潜水等级的防水手机壳。”

应用程序的名字是 AquaApp，可与普通智能手机甚至智能手表上的扬声器和麦克风一起使用。它为用户提供了240条预设消息，分为8类以便于访问。

团队必须应对工程上的挑战：来自地表、地板和海岸线的反射会影响信号强度；水中的人和其他物体引起的可能干扰信号传输的运动；以及智能手机型号之间的不同麦克风和扬声器配置。

最重要的是，用于发送和接收消息的智能手机和智能手表很可能在水下不停移动位置。

AquaApp的算法将所有这些因素都考虑在内，在发送消息之前权衡通信设备之间的距离和可能的干扰。它通过在两个设备之间建立联系“序言”来确定当前满足消息传输条件，可以克服运动和反射等障碍。

“我们必须实时适应这些和其他因素，以确保 AquaApp 能够在现实条件下工作。”陈说。

他的团队开发了自己的网络协议来支持该应用，类似于家庭WiFi路由器使用的协议。在任何给定时间，每个网络最多可以支持60个不同的用户。

在各种场景测试中，该团队发现该应用程序可以有效地在30米的距离内传递信息。对于较短的消息(如SOS)，APP可以传播到100米。同时不会大量消耗电池电量。

在应用商店上架前，还需要更多的软件开发工作，但如果您有兴趣，可在 Android手机上安装开源代码并自行测试。

“今天的水下网络状况类似于 1970 年代互联网的前身ARPANET，当时只有少数人可以访问互联网。”华盛顿大学的计算机科学家 Shyam Gollakota 说。“AquaApp 有望改变现状。”

研究人员在 ACM SIGCOMM 2022 会议上发布了论文。

https://www.sciencealert.com/finally-theres-now-a-way-to-send-text-messages-on-your-phone-underwater