Специалисты разработали подводный телефон: Как он работает и кому пригодится?

Еще в 1970-х водолазы шутили: «Смог над водой, а под водой сможет?», переиначивая знаменитую песню Smoke on the Water. Долгое время связь под водой действительно оставалась невозможной. Корабли и подлодки используют радиосигналы, но под водой радиоволны не проходят. Водолазам оставались только жесты и догадки. Теперь ситуация изменилась.

Группа российских инженеров из МФТИ, МГТУ им. Баумана и РГУ им. Косыгина разработала уникальный подводный телефон, позволяющий дайверам говорить друг с другом. О том, как это работает, в беседе с kp.ru рассказал Дмитрий Затекин, руководитель проекта.

Почему радио не работает под водой?

Вода прекрасно передает звук, что давно используют киты и дельфины. Однако люди — не морские существа, и обычная речь под водой невозможна. Радиосигналы тоже не помогают: стандартные частоты быстро затухают, а для работы с длинными волнами требуется гигантская антенна и мощная радиостанция. Такой комплекс невозможно уместить в оборудование дайвера.

Альтернативные технологии, например ультразвук, также не дают стабильного результата. Человеческое ухо не воспринимает ультразвуковые сигналы, а сами волны плохо работают в сложных условиях подводной среды.

Как работает подводный телефон?

Разработанное устройство компактно и высокотехнологично. Принцип его работы следующий:

1. Дайвер говорит в микрофон, который крепится к горлу.
2. Специальный алгоритм очищает голос от помех и переводит в цифровой формат.
3. Полученный цифровой сигнал передается через воду.
4. Наушники второго дайвера принимают сигнал, декодируют его и воспроизводят в виде голоса.

Максимальная дальность связи — около километра. Это делает устройство полезным для профессиональных водолазов, работающих на подводных объектах, а также для специалистов в сфере аквакультуры. В будущем технологию планируют адаптировать и для любительского дайвинга.

Компактность и мощность

Главная сложность — разместить сложную электронику в небольшом устройстве, которое должно работать в суровых подводных условиях. Решение удалось найти благодаря развитию одноплатных компьютеров.

Что используется в телефоне?

• Компактный процессор на базе Arm Cortex-A76, потребляющий всего 15 Вт.
• Специальная OEM-версия одноплатного компьютера без лишних интерфейсов.
• Оптимизированная нейросетевая модель для обработки голоса.
• Гидроакустический модем на базе пьезокерамического цилиндра.

Почему передача звука под водой — сложная задача?

Передача акустического сигнала в воде сталкивается с множеством проблем:

• Помехи искажают звук.
• Волны рассеиваются и теряют мощность.
• Задержка сигнала приводит к сбоям в работе устройств.

На Западе такие системы часто давали сбои из-за задержек: если сигнал запаздывал, приемник "не понимал", что делать, и связь пропадала.

Российские инженеры решили эту проблему с помощью технологии Chirp Spread Spectrum — "чирпирования". Этот метод кодирования используется в экстремальных условиях, где связь затруднена. Он делает сигнал устойчивым к помехам, отражениям и температурным перепадам, что особенно важно под водой.

Итог: революция в подводной связи?

Новая технология пока только проходит испытания, но профессиональные дайверы уже отметили ее удобство. Звук остается четким, устройство легко интегрируется в снаряжение, а связь возможна сразу с несколькими пользователями.

Конечно, скорость передачи данных пока невысока — около 67 бит/с, но для передачи речи этого достаточно. Видео через такое устройство не отправить, но его задача — не стриминг, а обеспечение подводных разговоров.

Пока что телефон дорог для массового рынка, но в будущем технология может стать стандартом для любительского и профессионального дайвинга. Возможно, подводная связь наконец выйдет за пределы жестов и знаков, открывая новые горизонты для исследователей океанов.