Дослідники навчили дрони “розмовляти” під водою: як працює нова система

Інженери з Університету Флориди представили технологію, яка дозволяє підводним дронам обмінюватися даними без необхідності спливати на поверхню. Нова система вже пройшла випробування в океані та забезпечила зв’язок на відстані до 700 метрів.

Про це пише Gizmodo.

Розробка отримала назву BlueME. В її основі лежать магнітоелектричні антени, які можуть передавати та приймати сигнали дуже низької й низької частоти. Результати дослідження опубліковані в IEEE Journal of Oceanic Engineering.

Проблема підводного зв’язку існує багато років, адже вода погано пропускає більшість радіосигналів. Саме тому Bluetooth, Wi-Fi та мобільний зв’язок під водою практично не працюють.

Через це підводні апарати зазвичай використовують акустичні системи зв’язку на основі звукових хвиль. Однак такі технології мають обмежену швидкість передачі даних і чутливі до різноманітних перешкод.

Керівник проєкту Мохаммад Джахідул Іслам розповів, що команда прагнула створити систему з мінімальним енергоспоживанням. За його словами, навіть у режимі максимальної продуктивності BlueME споживає близько 10 ватів потужності.

Під час випробувань в океані система забезпечила стабільну передачу даних між пристроями на відстані до 700 метрів. Для порівняння, традиційний низькочастотний зв’язок зазвичай потребує значно більшої інфраструктури та великих витрат енергії.

Низькочастотні сигнали давно використовуються для зв’язку з підводними човнами. Проте такі системи потребують величезних антен, оскільки довжина хвилі може сягати приблизно 100 кілометрів.

Дослідники вирішили цю проблему за допомогою п’єзоелектричних матеріалів. Вони здатні резонувати на потрібних частотах незалежно від фізичних розмірів антени, що дозволило створити компактний пристрій.

Для перевірки технології команда залучила групу автономних морських роботів. Наразі більшість таких апаратів можуть передавати лише обмежений обсяг службової інформації або змушені періодично підніматися на поверхню для надсилання накопичених даних.

За словами Іслама, координація між кількома підводними роботами залишається складним завданням саме через обмеження існуючих каналів зв’язку. Нова система має допомогти вирішити цю проблему.

Технологію протестували як у прісній, так і в солоній воді. Спочатку випробування відбулися на озері Валберг у штаті Флорида, а потім — у відкритому океані в складніших умовах.

Розробники стверджують, що система успішно працювала навіть у каламутній воді та за наявності природних перешкод, які зазвичай знижують ефективність акустичних і оптичних каналів зв’язку.

Цікаво, що ідея створення BlueME виникла під час медичних досліджень. Співавтор проєкту Адам Халіфа займався розробкою бездротових імплантатів і звернув увагу на схожість між людським організмом та морським середовищем.

За словами вченого, людське тіло, яке переважно складається з води, створює для передачі сигналів подібні труднощі, як і океан. Саме це спостереження допомогло знайти новий підхід до підводного зв’язку.

Команда вже подала попередню патентну заявку та планує розширювати можливості системи для роботи з більшими групами автономних підводних апаратів.