Problem komunikacji w środowisku wodnym
W bezkresie oceanów komunikacja od zawsze stanowiła ogromne wyzwanie. Podwodne środowisko słynie z nieprzyjaznych warunków dla tradycyjnych metod przesyłu informacji. W przeciwieństwie do powietrza, w którym fale radiowe rozchodzą się bez większych przeszkód, woda morska pochłania je i rozprasza, czyniąc je wręcz bezużytecznymi. Tego typu ograniczenie przez dekady hamowało możliwości przesyłania danych na duże odległości pod wodą, ale regularnie trafiają do nas informacje o przełamywaniu tych ograniczeń. Tak też jest tym razem.
Czytaj też: 88 procent lepsze wyniki. Tak Chiny rewolucjonizują technologię dronów
Chińscy naukowcy z Politechniki Północno-Zachodniej dokonali niedawno znaczącego przełomu w komunikacji podmorskiej. Udało im się bezbłędnie przesłać dane akustyczne na odległość rzędu 600 kilometrów w oceanie, a tego typu osiągnięcie doczekało się publikacji w czasopiśmie Acta Acustica. Stanowi to ogromny krok naprzód w dziedzinie dalekosiężnej komunikacji podwodnej, co może znaleźć zastosowania nie tylko w sektorze wojskowym, ale też cywilnym.
Chiny dokonały technologicznego skoku w komunikacji podwodnej
Komunikacja podwodna wiąże się z wieloma trudnościami. Woda morska rozprasza dźwięk, a szum otoczenia może łatwo zagłuszyć nawet najmocniejsze transmisje. Takie czynniki utrudniają utrzymanie integralności danych na dużych dystansach, co jest szczególnie problematyczne w działaniach wojskowych, gdzie nawet najmniejsze zakłócenia mogą zagrozić powodzeniu misji. Aby poradzić sobie z tymi problemami, zespół badawczy opracował samodostosowujący się system, który jest zdolny do identyfikowania skupisk sygnałów w hałaśliwym środowisku bez konieczności wcześniejszej znajomości topografii dna morskiego. System ten przekształca niestabilne kanały transmisyjne w quasi-statyczne migawki akustyczne za pomocą transformacji matematycznych, umożliwiając tym samym iteracyjną korekcję błędów, co jest analogiczne do wyostrzania rozmazanego zdjęcia za pomocą wielu ekspozycji.
Czytaj też: Powietrzna armada z jednej maszyny. Chiny zaskakują świat nowym projektem
W 2021 roku zespół miał przeprowadzić testy w nieujawnionej lokalizacji na głębokości około 5,5 kilometra. Wtedy miał przesłać dane akustyczne bez ani jednego błędu na dystansie 325 kilometrów oraz 600 kilometrów z wykorzystaniem ośmioelementowego zestawu hydrofonów, które to były przymocowane do boi. Podczas prób na dłuższym dystansie udało im się uzyskać prędkość transmisji 37,5 bitów na sekundę, a same eksperymenty potwierdziły skuteczność metody w zapewnieniu bezbłędnej komunikacji akustycznej na ogromne odległości. W ogólnym rozrachunku to osiągnięcie ma ogromne znaczenie, bo dla wojska może oznaczać lepszą koordynację flot okrętów podwodnych i aktywację dronów głębinowych. W sektorze cywilnym może z kolei przełożyć się na rozwój eksploracji głębin, monitoringu środowiska czy utrzymania infrastruktury podwodnej.
Czytaj też: Koniec ery niewidzialnych samolotów? Chiny pokazały broń przeciwko maszynom stealth
Technologia ta jest jednak wciąż bardzo wymagająca obliczeniowo, bo przetworzenie jednej transmisji wymaga mocy na poziomie teraflopów, co obecnie wyklucza jej użycie w czasie rzeczywistym m.in. w niewielkich dronach. Dodatkowo nagłe zmiany kanału komunikacyjnego, spowodowane np. sztormami lub manewrami, stanowią istotne wyzwanie dla jej niezawodności. Przed naukowcami nadal stoją więc wyzwania, ale to osiągnięcie samo w sobie stworzyło podwaliny pod niezawodne i dalekosiężne systemy komunikacji podwodnej w przyszłości.