Nawet w najczystszej wodzie brak punktów odniesienia potrafi zmienić nurkowanie w stresujący eksperyment. Ten problem od lat ogranicza zarówno amatorów podwodnego świata, którzy nurkują dla frajdy, jak i naukowców badających i dokumentujących morskie głębiny. Oczywiście powstały już rozwiązania ułatwiające orientację w podwodnym świecie, miały jednak poważną wadę – zależność od fal akustycznych. Dźwięki emitowane przez punkty orientacyjne mogą zakłócać życie morskich stworzeń, a przez to także wyników obserwacji. Warto więc szukać rozwiązań mniej inwazyjnych.
Nawigacja pod wodą bez fal akustycznych
Zespół z Politechniki w Grazu pracuje nad alternatywą dla systemów akustycznych. Ich system ScubaPOIs wykorzystuje fale elektromagnetyczne i przezroczyste wyświetlacze zamiast dźwięków. Brzmi obiecująco, choć technologia wciąż jest w fazie testów. Niemniej może okazać się przełomowa dla podwodnej turystyki i dla badań naukowych.
Czytaj też: Trzy razy więcej wody niż w oceanach. Głęboko pod powierzchnią kryje się gigantyczny zbiornik
Podstawą systemu są boje, pływające na powierzchni wody. Każda z nich precyzyjnie określa swoją pozycję dzięki nawigacji satelitarnej, w tym korzystając z europejskiemu systemowi Galileo High Accuracy Service. Dzięki temu powstaje sieć urządzeń, których pozycja jest podawana w czasie rzeczywistym.
Każda boja przesyła dane o swojej pozycji pod wodę jako specjalnie dobrane sygnały elektromagnetyczne. Nurkowie zaś mogą zostać wyposażeni w niewielki odbiornik, rozmiarami przypominający paczkę ciastek. Urządzenie zbiera sygnały z kilku boj naraz, analizuje ich siłę i kierunek, a następnie oblicza pozycję użytkownika. Wynik pojawia się na przezroczystym wyświetlaczu wbudowanym w maskę, co dodaje do projektu element rzeczywistości rozszerzonej. Cały proces przypomina nieco działanie GPS, ale w środowisku wodnym, gdzie satelity są bezużyteczne… no i nie trzeba odrywać się od prowadzonych właśnie obserwacji, by zachować bezpieczeństwo nurkowania.
Największą przeszkodą dla projektu okazały się właściwości wody. Zasolenie, temperatura i głębokość znacząco wpływają na rozchodzenie się fal elektromagnetycznych, co utrudnia działanie inteligentnym bojom nawigacyjnym. Te parametry musiały zostać uwzględnione w algorytmach wyznaczających pozycję nurków.
Dotychczasowe testy pokazują, że sygnał dociera na głębokość 100 metrów i w promieniu 150 metrów od boi nawigacyjnej. To całkiem przyzwoity wynik jak na wczesną fazę rozwoju, choć dla profesjonalnych badaczy morskiej przyrody może być jeszcze za mało. Badacze zaznaczają jednak, że nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa i będą pracować nad zwiększeniem zasięgu boi sygnałowych.
Nawigacja dla turystów, ratowników i ekologów
Jeśli technologia trafi na rynek, najwięcej skorzystają zapewne nurkowie rekreacyjni. Będzie można wyznaczać dla nich podwodne szlaki turystyczne z wirtualnymi strzałkami prowadzącymi do najciekawszych miejsc, na przykład wraków czy raf koralowych. To zupełnie nowy poziom zwiedzania podwodnego świata.
Dla naukowców system mógłby oznaczać precyzyjne mapowanie badanych obszarów. Biolodzy śledzący zmiany w ekosystemach czy archeolodzy dokumentujący stanowiska potrzebują dokładnych pomiarów pozycji. Przy okazji uniknęliby emitowania uciążliwych dźwięków, które często płoszą badane organizmy żywe.
W sytuacjach awaryjnych, gdy każda minuta ma znaczenie, ten system również może okazać się nieodzowny. Dokładna lokalizacja nurka potrzebującego pomocy może decydować o skuteczności akcji ratunkowej. Podobnie przy dokumentowaniu podwodnych odpadów – im precyzyjniejsze mapowanie, tym łatwiej zaplanować ich usunięcie.
Firma Oxygen Scientific pokazała już prototyp wyświetlacza montowanego w masce do nurmowania. To konkretny krok ku praktycznemu zastosowaniu, choć do komercyjnej dostępności droga jeszcze daleka.
Na rynku istnieją już systemy nawigacji podwodnej, jak Diver Navigation System firmy EvoLogics. Oferuje on zasięg do 1,5 km i dokładność około 10 cm na głębokości 50 metrów. Niestety, bazuje on właśnie na falach akustycznych, więc ma ograniczone pole zastosowań. Główną przewagą ScubaPOIs nad tym systemem jest waśnie znikomy wpływ na środowisko naturalne, co potwierdziły testy na wrażliwych pstrągach tęczowych. Wygląda na to, że przez cztery miesiące testów ryby te nie zauważyły zmian w swoim otoczeniu.