Diese App verleiht jeder Smartwatch Unterwasser-Superkräfte
Das Global Positioning System – kurz für GPS – ist das am weitesten verbreitete System zur Positionierung und Zeitschätzung durch Einrichtung eines drahtlosen Kommunikationskanals mit Satelliten. Smartphones basieren auf diesem System, ebenso wie Smartwatches, insbesondere solche, die sich an Sportbegeisterte richten. Bei Unterwasseraktivitäten wie Tauchen oder Tiefseeschnorcheln nützt es jedoch nicht viel.
Das liegt daran, dass GPS-Wellen hinsichtlich der Durchdringung von Flüssigkeiten einfach nicht viel bieten, da die Radiowellen, auf denen sie basieren, im Wasser schnell zusammenbrechen. Das heißt, wenn Sie mit Ihrer Apple Watch ein Bad nehmen und einige Unterwassergebiete erkunden möchten, verlassen Sie sich nicht auf GPS, damit jemand ein Auge auf Sie hat – und Sie findet. Aber es gibt eine neuartige Lösung, die praktisch jeder Smartwatch auf dem Markt GPS-ähnliche Standort-Superkräfte verleihen kann.
Die Leute von der University of Washington haben eine App entwickelt , die es Unterwassertauchern ermöglicht, über ihre Smartphones miteinander zu kommunizieren und so im Wesentlichen ein GPS-ähnliches dreidimensionales Standort-Triangulationsnetz zu erstellen. Der Hauptvorteil besteht darin, dass ein Teamleiter die restlichen Taucher, die mit ihm unter Wasser gehen, immer im Auge behalten und sicherstellen kann, dass sie sich nicht von der Gruppe entfernen.
Eine solche Lösung könnte Leben retten, insbesondere in Situationen, in denen die Sicht unter Wasser schlecht ist und es für einen Teamleiter schwierig oder sogar unmöglich ist, jeden einzelnen Taucher in der Gruppe zu sehen. Wenn sich einer der Taucher in Seilen verfängt oder ihm ein anderer Notfall widerfährt, könnte die App dabei helfen, seinen Standort zu triangulieren und ihm das Leben zu retten.
So funktioniert die Smartwatch-App
Die App ist in der Lage, Unterwasserkoordinaten für eine Gruppe von Tauchern im Umkreis von 30 Metern zu triangulieren. Die App behandelt die Smartwatch jedes Tauchers als Knoten und erstellt dann die 3D-Standortkarte basierend auf der relativen Entfernung zur Smartwatch des Teamleiters, wenn sie einen Audio-Ping sendet.
Wenn der Gruppe weitere Taucher hinzugefügt werden, erweitert sich auch die Standortschätzung der App, solange sich jeder Taucher innerhalb einer 30-Meter-Reichweite befindet. Für ein Beispielnetzwerk, an dem vier oder fünf Smartwatches beteiligt sind, liegt der mittlere Fehler bei der Schätzung des 3D-Standorts unter Wasser zwischen 0,5–0,9 m und 0,9–1,6 m.
Okay, die App hilft einem Teamleiter, die gesamte Gruppe im Auge zu behalten – aber wie sieht es mit ihrem tatsächlichen Standort für eine Person über der Oberfläche aus? „Sie benötigen eine Ankervorrichtung, die sich über der Wasseroberfläche befindet, beispielsweise an einer Boje befestigt oder auf einem Boot positioniert“, sagt Shyam Gallakota, Professor an der Allen School der University of Washington und Hauptautor der Forschungsarbeit , gegenüber Digital Trends.
Konkret muss die Smartwatch des Anführers zur „richtigen“ Standortbestimmung drahtlos mit einem Ankergerät verbunden sein, damit eine Person über der Oberfläche den Anführer und die dreidimensionale Formation seiner gesamten Gruppe unter der Oberfläche im Auge behalten kann.
Keine spezielle Ausrüstung erforderlich
Der größte Vorteil hierbei ist, dass die App für ihre Arbeit keine spezielle Hardware benötigt. Alles, was Sie brauchen, ist eine Apple Watch oder eine Wear OS-Smartwatch, die den nötigen Schutz bietet, um unter Wasser zu überleben, und schon kann es losgehen. Und das liegt daran, dass das neuartige Standortverfolgungssystem auf Schallwellen basiert.
Die App fordert die Smartwatches dazu auf, über das integrierte Lautsprecher-Array einen Ton auszugeben, während das Mikrofon das Signal unter Wasser aufnimmt. Gollakota erklärt, dass es etwa 1,5 Sekunden dauert, bis der Audio-Ping wieder auf der Smartwatch des Teamleiters ankommt.
Gollakota definiert die Innovation als „das erste akustische Unterwasser-3D-Positionierungssystem für Smartwatches“, das keine externe Ausrüstung erfordert. Interessanterweise sollte das System auch auf einem Smartphone einwandfrei funktionieren, da dort auch das Lautsprecher- und Mikrofon-Array für die 3D-Standortschätzung bereit ist. „Die Smartwatches senden grundsätzlich sehr kleine Zwitschertöne aus und kommunizieren dann über das Mikrofon“, erklärte er.
Tatsächlich könnte der Einsatz eines Telefons durchaus die Tür zur visuellen Odometrie öffnen. Auf die Frage, warum das Team diese Seite übersprungen hat: „Nun, ein Smartphone für einen Unterwassertauchgang mitzunehmen ist einfach nicht so praktisch wie eine Smartwatch“, sagt Gollokota. Das ist ein berechtigter Punkt. Außerdem können nicht viele Smartphones das Eintauchen in die für Tiefsee-Abenteuersportarten erforderliche Tiefe überstehen.
Was gibt?
Das System ist nicht ohne Einschränkungen. Gollakota erzählt uns, dass das System mindestens drei Smartwatches in der Gruppe benötigt, die über Schallwellen miteinander kommunizieren, damit es funktioniert. Wenn nur zwei Smartwatches beteiligt sind, kann die App nur Entfernungsinformationen liefern. Das liegt daran, dass jede Smartwatch in der Gruppe als Knoten fungiert. Je mehr, desto besser, denn mehr als drei Smartwatches in einem verbundenen Pool verbessern nur die Genauigkeit der Standorttriangulation.
Eine weitere Gefahr besteht darin, dass es sich nicht um ein kontinuierliches Standortverfolgungssystem handelt. Stattdessen handelt es sich um ein freiwilliges Lokalisierungssystem, das heißt, der Teamleiter muss einen Knopf drücken, damit seine Smartwatch ein Audiosignal aussendet, das dann von anderen Smartwatches in der Nähe empfangen wird.
Der größte Vorbehalt besteht jedoch darin, dass die App derzeit nicht in den App Stores von Apple oder Google zum Download verfügbar ist. Stattdessen hat das Team der University of Washington den gesamten Code auf GitHub hochgeladen, in der Hoffnung, dass er von der Entwickler-Community aufgegriffen wird, um eine App zu erstellen, die anschließend im Google Play Store und im Apple App Store veröffentlicht wird.
Das ist an sich schon eine kleine Unannehmlichkeit, obwohl der Code kostenlos verfügbar ist. Im Vergleich zur einfachen Installation einer App aus einem digitalen Store erfordert das Ausführen einer App mithilfe des Codes von GitHub ein gewisses Maß an technischem Fachwissen. Gollakota teilt uns mit, dass das Team daran arbeitet, die Situation in Ordnung zu bringen, sagt aber, dass es angesichts der strengen Qualitäts- und UX-Regeln im App Store kein besonders einfacher Prozess sei, eine Apple Watch-App zu erstellen.
Obwohl das Team während der Testphase eine Apple Watch Ultra verwendete, sagte Gollakota gegenüber Digital Trends, dass der Code auch mit Android kompatibel sei. Das bedeutet, dass damit eine App erstellt werden kann, die auf Wear OS-Smartwatches (von Google) läuft. Wenn es jedoch um generische Smartwatches mit benutzerdefinierten Skins geht, die auf der RTOS-Basis basieren – wie sie beispielsweise von OnePlus, Honor, Xiaomi usw. verkauft werden –, gibt es keine realistische Zukunft für die App.
Ungeachtet der oben beschriebenen technischen Einschränkungen ist die von den Experten der University of Washington entwickelte Unterwasser-GPS-App immer noch ein gewaltiger Fortschritt. Das Beste daran ist, dass es den durchschnittlichen Smartphone-Benutzer nicht belastet, Geld für spezielle Ausrüstung für seine Smartwatch auszugeben. Es ist nur eine Frage der Zeit und etwas Glück, bis die App in fertiger Form in einem oder mehreren App-Stores erhältlich ist.
Interessanterweise verfolgten Experten derselben Institution einen ähnlichen akustischen Ansatz und entwickelten vor nicht allzu langer Zeit die erste Unterwasser-Messaging-App . Digital Trends sprach auch mit Joseph Breda, einem Forschungsstudenten an der University of Washington, der eine App entwickelt hat, mit der ein Smartphone die Körpertemperatur messen kann, ohne dass ein spezielles Zusatzkit oder ein spezieller Sensor erforderlich ist.