Ученые осваивают подводные рубежи с помощью планшетных компьютеров для погружений
Команда опытных научных дайверов создала первый в мире водонепроницаемый сенсорный экран для планшетного компьютера. Это устройство уже помогает морским биологам, правоохранительным органам, исследователям и другим профессионалам работать под водой и может открыть новую эру подводных информационных технологий.
Это часть новой волны подводных технологий, куда также входят импульсные лазерные камеры, способные создавать 3D-видео океанской среды в реальном времени.
Финская компания Valtamer разработала непроницаемый прочный корпус из металла и пластика для защиты планшета от воды на глубине до 150 метров. Прозрачная передняя панель корпуса содержит пластиковую мембрану, реагирующую на прикосновения. По словам изобретателей, этот комплект для подводного плавания может изменить работу профессиональных дайверов.
«Традиционный способ делать заметки под водой — писать на белой доске карандашом», — сказал соучредитель Valtamer Юуни Лейникки.
Дайвер, использующий этот планшет, теперь может проводить пальцем по экрану, чтобы записывать гигабайты данных в экспортируемый и передаваемый компьютерный файл.
Разработка и внедрение
Биолог Лейникки, много лет занимавшийся изучением морской жизни, начал разработку первого подводного планшета, столкнувшись с барьерами, которые природные условия создают для электроники в полевых условиях. После фазы технической разработки финансирование ЕС позволило его инновации достичь первых клиентов.
Планшет собран из готовых комплектующих, но для оптимизации выбора материалов, способных выдержать экстремальное давление на глубине, потребовалось более года исследований и разработок.
Дизайн окончательно утвержден, Valtamer произвела первые прототипы и в этом году проводит тесты с пилотными пользователями в реальных условиях. Планшеты уже поддерживают GPS-навигацию через кабель, соединенный с приемником на буе на поверхности. Результаты полевых испытаний используются для создания нового программного обеспечения и устройств, которые в конечном итоге обеспечат полное подключение к интернету. Тем временем производственные мощности в Финляндии начнут коммерческое производство планшетов компании в следующем году.
Стоимостью более 2000 евро за единицу, Valtamer планирует выйти на рынок, ориентируясь на ученых, спасательные службы и военных. Компания сотрудничает с Aqua Lung, ведущим мировым дистрибьютором снаряжения для дайвинга, для выхода на мировой рынок профессиональных дайверов.
По мере дальнейшего удешевления технологии оборудование также будет предлагаться любителям водных видов спорта для мониторинга погружения и навигации под водой.
Лазерное 3D-видение под водой
Норвежская компания SINTEF занимает нишу в области подводной визуализации, оснащая высокотехнологичные камеры импульсными лазерами, сверхбыстрыми детекторами и умными алгоритмами.
В прошлом году SINTEF собрала компоненты в подводную камеру, которой дайверы могут управлять для разведки окружающих вод. Испуская короткие лазерные импульсы и измеряя время возвращения сигнала, бортовые компьютерные программы воссоздают 3D-изображение окружения. Эта технология, известная как LIDAR, обычно используется на суше, но ее применение под водой создает новые проблемы.
«Съемка в воде — это как ехать в тумане», — сказал старший научный сотрудник SINTEF Йенс Тилеманн. — «Множество частиц рассеивают сигнал. Больше света не поможет увидеть сквозь них».
Чтобы «развеять туман», SINTEF разработала программное обеспечение, способное отличать истинные сигналы от рассеянного шума.
Измерения расстояния дают жизненно важную информацию для картографирования затонувших кораблей, мониторинга экосистем и обследования рыбных промыслов. Сегодня подводные изображения плохо передают разницу между крупной рыбой вдалеке и мелкой рыбой рядом. Связывание радарной информации с каждым пикселем может дать ценную информацию о размере, распределении и расстоянии до объектов на картинке.
Запись этой информации предъявляет высокие требования к скорости работы электроники. В рамках финансируемого ЕС проекта UTOFIA SINTEF сотрудничала с малыми и средними предприятиями и исследовательскими центрами по всему ЕС, чтобы объединить более быстрые лазеры и детекторы в камеру, помещающуюся в рюкзак.
Получившиеся компоненты не только соответствуют требованиям для подводных фотографий с разрешением по расстоянию, но и функционируют на глубине 100 метров ниже уровня моря, а также работают достаточно быстро для захвата 3D-видео в реальном времени.
«Без поддержки ЕС создать эту технологию было бы почти невозможно», — сказал Тилеманн. — «В Европе нет ни одной страны, которая могла бы поставить все эти компоненты, а для работы камеры нужны все».
Партнер проекта, Subsea Tech в Марселе (Франция), сейчас собирает конечный продукт для выпуска летом этого года. Камеры будут полагаться на наземное оборудование для отображения изображений, но будущие поколения могут включать подводные планшеты, подобные разработанным Valtamer, чтобы дать дайверам немедленную обратную связь.
Тилеманн надеется, что через несколько лет компьютерные алгоритмы смогут автономно анализировать 3D-изображения, интерпретируя их содержание и выделяя предупреждения или научно значимую информацию для операторов.
«Океаны остаются одной из великих загадок планеты Земля», — сказал Тилеманн. — «Мы знаем о темной стороне Луны почти больше, чем о том, что происходит там, в глубине. Подводная электроника действительно может помочь расширить границы наших нынешних знаний».