{"id":44387,"date":"2020-08-20T00:10:00","date_gmt":"2020-08-20T00:10:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=44387"},"modified":"2023-07-26T18:46:03","modified_gmt":"2023-07-26T16:46:03","slug":"i-ricercatori-del-kaust-sviluppano-un-sistema-wifi-subacqueo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/44387","title":{"rendered":"I ricercatori del KAUST hanno sviluppato un sistema Wi-Fi subacqueo per scambiare grandi quantit\u00e0 di dati sott’acqua"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 4<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span>
\nlivello elementare<\/span><\/a>
\n.<\/span>
\nARGOMENTO: SUBACQUEA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong>
\nAREA: MATERIALI<\/span><\/strong>
\nparole chiave: navigatori, plotter<\/p>\n

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Comunicare sott’acqua \u00e8 sempre stato un problema non semplice. A causa dell\u2019assorbimento dell\u2019acqua, riuscire ad ottenere una rete radio subacquea \u00e8 sempre stata considerata un\u2019ipotesi non perseguibile. Non a caso le trasmissioni acustiche (pensiamo al sonar) sono la scelta preferita, ma soffrono di velocit\u00e0 di trasmissione dei dati molto basse. Non sarebbe bello se potessimo avere a disposizione una rete Wi-Fi anche sott’acqua? Un sogno considerato impossibile ma che sembrerebbe sia stato realizzato dai ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)<\/span><\/strong> di Thuwal, in Arabia Saudita. Il sistema, che hanno chiamato Aqua-Fi<\/span><\/strong><\/a>, utilizza una combinazione di laser e componenti standardizzati per creare una connessione wireless bidirezionale per i dispositivi subacquei. Il sistema \u00e8 pienamente conforme agli standard wireless IEEE 802.11, il che significa che pu\u00f2 facilmente connettersi e funzionare come parte di una rete Internet pi\u00f9 ampio.<\/p>\n

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dal sito<\/a> <\/figcaption><\/figure>\n

Ecco come funziona: supponiamo di avere un dispositivo subacqueo per la trasmissione di dati (i ricercatori del KAUST hanno utilizzato degli smartphone impermeabilizzati) il problema \u00e8 come inviare un segnale Wi-Fi per connettere il dispositivo a un dispositivo che funga da “modem” subacqueo. Per le sperimentazioni \u00e8 stato usato un Raspberry Pi, un single-board computer sviluppato nel Regno Unito dalla Raspberry Pi Foundation e progettato per ospitare sistemi operativi basati sul kernel Linux o RISC OS ed utilizzante un sistema operativo dedicato, chiamato Raspbian. In pratica il Raspberry Pi converte il segnale wireless ricevuto dallo smartphone in un segnale ottico (in questo caso, un segnale laser) che viene trasmesso ad un ricevitore\/trasmettore collegato ad una boa in superficie. Il passo successivo \u00e8 stato pi\u00f9 seplice in quanto ha utilizzato delle tecniche di comunicazione consolidate per inviare il segnale ad un satellite in orbita. Affinch\u00e9 il dispositivo subacqueo riceva i dati, il processo \u00e8 semplicemente invertito.<\/p>\n

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dal sito<\/a> <\/figcaption><\/figure>\n

Aqua-Fi<\/span> <\/strong>nasce dal lavoro svolto dai ricercatori KAUST nel 2017, utilizzando un laser blu per trasmettere sott’acqua un file da 1,2 gigabit. Un successo che per\u00f2 non era abbastanza, secondo Basem Shihada, professore associato di informatica alla KAUST e uno dei ricercatori del progetto Aqua-Fi. Il team ha quindi iniziato a sviluppare un sistema di comunicazioni bidirezionali, con l’obiettivo finale di costruire un sistema in grado di trasferire anche video ad alta risoluzione tramite un Raspberry Pi<\/span><\/strong> in grado di convertire il segnale wireless in un segnale ottico e viceversa.<\/p>\n

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dal sito<\/a> <\/figcaption><\/figure>\n

Inizialmente i ricercatori utilizzarono dei dispositivi a luce LED che per\u00f2 non risultarono sufficentemente adatti a sostenere velocit\u00e0 dati elevate. Con i LED, i raggi erano limitati a distanze di circa sette metri con una velocit\u00e0 di trasmissione dati di circa 100 kilobit al secondo. Fu quindi optato per laser  a luce blu e verde, che hanno permesso 2,11 megabit al secondo su una distanza di 20 metri. Affinch\u00e9 l’installazione possa incorporare laser pi\u00f9 potenti, in grado di comunicare a maggiori distanze e trasmettere pi\u00f9 dati, si ritiene che il Raspberry Pi dovr\u00e0 essere sostituito con un modem ottico dedicato con maggiori prestazioni. Ciononostante i ricercatori di KAUST sembrerebbe siano riusciti grado ad utilizzare Aqua-Fi per effettuare chiamate Skype e trasferire file.<\/p>\n

A quando la commercializzazione?<\/span><\/strong><\/span>
\nEsiste ancora un grosso problema che deve essere affrontato al fine di rendere commercialmente possibile Aqua-Fi.<\/span><\/strong> Nonostante i pregi dell\u2019uso del laser in termini di precisione, il loro impiego \u00e8 soggetto alla turbolenza delle acque che possono deviare un raggio facendogli perdere il contatto con  il ricevitore.<\/p>\n

I ricercatori del KAUST stanno esplorando due opzioni per risolvere questo problema. Il primo \u00e8 usare una tecnica simile alla “recinzione fotonica” sviluppata per uccidere le zanzare. Un laser guida<\/span><\/strong> a bassa potenza esegue la scansione per il ricevitore. Quando viene stabilita una connessione, questo informa un altro laser ad alta potenza per iniziare ad inviare i dati. Se, a causa del moto ondoso, il sistema venisse disallineato, il laser ad alta potenza si spegne e il laser guida entra in azione, avviando un’altra ricerca.<\/p>\n

L’altra opzione \u00e8 una soluzione simile al MIMO (Multiple-input and multiple-output)<\/span> <\/strong>che utilizza una piccola serie di ricevitori in modo che anche se l’emettitore laser viene deviato il segnale viene ricevuto da un’altro.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nelle telecomunicazioni la tecnica MIMO<\/span><\/strong> indica l’uso di un sistema di antenne multiple intelligenti sia sul lato emittente sia sul lato ricevente, allo scopo di migliorare le prestazioni del canale di comunicazione. Questa tecnologia \u00e8 di particolare interesse quando applicata alle comunicazioni digitali wireless, dato che offre miglioramenti notevoli nel throughput e nella distanza di trasmissione senza ricorrere alla necessit\u00e0 di aumentare la banda o la potenza di trasmissione grazie ad una maggiore efficienza spettrale.<\/p>\n

Quali i possibili impieghi?<\/span><\/strong><\/span>
\nLa ricerca scientifica subacquea, in particolar modo per la conservazione ed il monitoraggio remoto della vita marina e delle barriere coralline, necessita di dati che possono essere ottenuti tramite video ad alta definizione raccolti e trasmessi da telecamere sottomarine wireless. <\/p>\n

Ma esistono altri campi altrettanto importanti. Aziende come Microsoft stanno esplorando la possibilit\u00e0 di collocare data center subacquei offshore. Un’idea interessante in quanto posizionare data center sul fondo dell’oceano potrebbe far risparmiare denaro sia sul raffreddamento delle apparecchiature che sui costi energetici, utilizzando l\u2019energia cinetica delle onde che pu\u00f2 essere raccolta e convertita in elettricit\u00e0. Il colloquio tra i sistemi richieder\u00e0 in certi casi comunicazioni sicure subacquee e sistemi come Aqua-Fi potrebbero essere una valida soluzione per consentirci di scambiare informazioni in dati reali sott’acqua senza bisogno di ombelicali. Un sogno che sta diventando una realt\u00e0, ma intanto continuiamo a seguire.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

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