Это приложение придает любым умным часам подводные сверхспособности | ENBLE

Приложение ENBLE дает умным часам подводные сверхспособности.

Приложение, показывающее данные об подводном местоположении Университета Вашингтона

Глобальная система позиционирования (GPS) – это наиболее широко используемая система для определения местоположения и времени путем установления беспроводного канала связи со спутниками. Смартфоны полагаются на эту систему, а также смарт-часы, особенно те, которые предназначены для спортивных энтузиастов. Однако, когда речь идет о подводных активностях, таких как подводное плавание или глубоководное сноркелинг, она не очень полезна.

Это потому, что волны GPS просто не проникают в жидкость, так как радиоволны, на которых она основана, быстро разрушаются в воде. Это означает, что если вы погружаетесь с вашим Apple Watch и хотите исследовать некоторые подводные места, не полагайтесь на GPS, чтобы кто-то следил и нашел вас. Но есть новое решение, которое может дать смарт-часам геопозиционирование, похожее на GPS.

Ученые из Университета Вашингтона разработали приложение, которое позволяет подводным дайверам общаться друг с другом через свои смартфоны, создавая по сути трехмерную сеть геопозиционирования. Основное преимущество здесь заключается в том, что лидер команды всегда может следить за остальными дайверами, погружающимися с ним под воду, и убедиться, что они не отходят от группы.

Такое решение может спасти жизни, особенно в ситуациях, когда подводная видимость низкая, что делает невозможным для лидера команды видеть каждого дайвера в группе. Если один из дайверов запутывается в веревках или происходит любая другая чрезвычайная ситуация, приложение может помочь определить их местоположение и спасти их жизнь.

Как работает приложение для смарт-часов

Человек, носящий смарт-часы, определяющие подводное положение Университета Вашингтона

Приложение способно определять подводные координаты для группы дайверов в пределах 30 метров. Оно рассматривает каждые смарт-часы дайвера как узел и создает трехмерную карту местоположения на основе относительного расстояния до смарт-часов лидера команды, когда они отправляют звуковой сигнал.

С добавлением большего количества дайверов в группу, оценка местоположения приложения также расширяется, при условии, что каждый дайвер находится в пределах 30-метровой зоны. Для выборочной сети с участием четырех или пяти смарт-часов, ошибка местоположения при оценке трехмерного положения под водой составляет от 0,5 до 0,9 м и от 0,9 до 1,6 м.

Хорошо, так приложение поможет лидеру команды следить за всей группой, но как насчет их реального местоположения для человека над поверхностью воды? “Вам потребуется устройство-якорь, которое находится над поверхностью воды, например, закрепленное на буе или расположенное на лодке”, – говорит Шьям Галлакота, профессор Университета Вашингтона, автор исследовательской статьи, в интервью ENBLE.

Конкретно, смарт-часы лидера команды должны быть беспроводно связаны с устройством-якорем для “правильной” оценки местоположения, чтобы человек над поверхностью мог следить за лидером и трехмерным образованием всей его группы под водой.

Не требуется специализированное оборудование

Смарт-часы, такие как Apple Watch Ultra, хорошо подходят для подводных видов спорта. Пресс-служба / Apple

Самая большая победа здесь заключается в том, что приложение не использует специализированное оборудование для выполнения своей работы. Вам понадобится только Apple Watch или смарт-часы с операционной системой Wear OS, которые обеспечивают необходимую защиту для выживания под водой, и вы готовы к работе. И это потому, что новая система отслеживания местоположения полагается на звуковые волны.

Приложение заставляет смарт-часы издавать звук с помощью встроенного динамикового массива, в то время как микрофон подхватывает сигнал под водой. Голлакота объясняет, что звуковой сигнал возвращается на смарт-часы лидера команды примерно за 1,5 секунды.

Голлакота определяет инновацию как “первую подводную акустическую трехмерную систему позиционирования для смарт-часов”, которая не требует внешнего оборудования. Интересно, что система также должна работать нормально на смартфонах, так как они также имеют динамик и микрофон, готовые для оценки трехмерного местоположения. “Смарт-часы в основном передают очень маленькие звуки, а затем используют микрофон для общения”, – пояснил он.

Фактически, использование телефона может открыть двери для визуальной одометрии. Когда меня спросили, почему команда пропустила эту сторону, Голлокота сказал: “Ну, взять смартфон для погружения под воду просто не так удобно, как смарт-часы”. Это вполне обоснованный аргумент. Кроме того, немногие смартфоны могут выжить в погружении на таких глубинах, которые требуются для экстремальных водных видов спорта.

Что это дает?

Анди Боксолл / ENBLE

Система не без своих ограничений. Голлакота говорит нам, что для работы системы требуется как минимум три смарт-часа, общающихся друг с другом посредством звуковых волн. Когда вовлечены только два смарт-часа, приложение может предоставить только информацию о дистанции. Это связано с тем, что каждый смарт-час в группе работает как узел. Чем больше, тем лучше, поскольку наличие более трех смарт-часов в подключенном пуле только улучшает точность триангуляции местоположения.

Еще одним недостатком является то, что это не непрерывная система отслеживания местоположения. Вместо этого это добровольная система локализации, что означает, что лидер команды должен нажать кнопку, чтобы его смарт-час излучил аудиосигнал, который будет затем перехвачен другими смарт-часами поблизости.

Самым большим недостатком является то, что приложение в настоящее время нельзя загрузить из магазинов приложений Apple или Google. Вместо этого команда из Университета Вашингтона загрузила весь код на GitHub в надежде, что разработческое сообщество его возьмет и создаст приложение, которое затем будет выпущено в магазине Google Play и Apple App Store.

Это небольшое неудобство само по себе, несмотря на то, что код доступен бесплатно. По сравнению с простой установкой приложения из цифрового магазина, запуск приложения по коду с GitHub требует определенного уровня технической экспертизы. Голлакота говорит нам, что команда работает над разрешением этой ситуации, но говорит, что создание приложения для Apple Watch не является особенно простым процессом, учитывая жесткие требования к качеству и пользовательскому опыту в App Store.

(Слева направо) Apple Watch SE 2, Apple Watch Series 8 и Apple Watch Ultra, Анди Боксолл / ENBLE

Хотя команда использовала Apple Watch Ultra во время тестовой фазы, Голлакота сказал ENBLE, что код совместим также с Android. Это означает, что его можно использовать для создания приложения, работающего на смарт-часах с операционной системой Wear OS (от Google). Однако, когда речь идет о общих смарт-часах с пользовательскими оболочками на основе фундамента RTOS – таких, как те, которые продает OnePlus, Honor, Xiaomi и т. д. – для приложения нет будущего.

Независимо от описанных выше технических ограничений, подводное GPS-приложение, разработанное экспертами Университета Вашингтона, все равно является огромным прорывом. Лучшая часть заключается в том, что оно не обременяет обычного пользователя смартфона тратами на специализированное оборудование для его смарт-часов. Все дело во времени и некоторой удаче, прежде чем приложение станет доступным в своей завершенной форме из магазина(ов) приложений.

Интересно, что эксперты из того же учреждения недавно использовали подобный акустический подход и разработали первое подводное мессенджерское приложение. ENBLE также беседовал с Джозефом Бредой, студентом-исследователем из Университета Вашингтона, который разработал приложение, позволяющее смартфону измерять температуру тела без необходимости специализированного дополнительного оборудования или сенсора.