智慧裝置開發出水下 GPS 應用程式
大學團隊研發出首款水下 3D 位置定位的應用程式
每當我們潛入水中進行潛水或浮潛，這一刻的切換往往令人頭暈眼花。潛水員經常在有限的能見度下遊泳，這可能成為搜救時找尋隊友的安全隱患。雖然現在很多潛水員都佩戴著可以抵達 100 英尺（30 米）深度的智慧手錶，但是在水下精確地定位移動裝置一直困擾著研究人員。不過在華盛頓大學的一個團隊開發了首款水下 3D 位置定位應用程式。
當至少有三名潛水員在彼此相距約 98 英尺（30 米）範圍內時，他們手中的裝置的揚聲器和麥克風會相互聯絡，應用程式將追蹤每位使用者相對領導者的位置。如果有更多潛水員，只要每位潛水員之間的距離在 98 英尺範圍內，範圍就可以擴充套件。該團隊將於今年 9 月在紐約舉行的 SIGCOMM 2023 學術會議上展示研究成果。
GPS 在水下的困境
在水上，全球定位系統（GPS）利用衛星網路的無線訊號定位手持裝置。但是在水下，這些訊號很快就會變弱。與此不同的是，聲音在水中的傳播速度比在空氣中更快且更遠。以往的水下定位系統依賴於佈設在特定位置的浮標，但這些系統既昂貴又不便攜，因此許多潛水員不得不在水中定位上花些心力。然而這個華盛頓大學的團隊發現原來不需要浮標。使用這款應用程式，只要潛水領導者能看到至少另外一位潛水員，他們的裝置就能透過麥克風和揚聲器相互發出聲音訊號並利用時間戳估計每位潛水員的距離。基於這些距離，應用程式可以估算出潛水隊伍的結構和每位潛水員的位置。如果裝置還能記錄深度，像蘋果手錶 Ultra 版或 Garmin Descent 等運動監測器一樣，該系統還可以實現 3D 水下定位。
該應用程式的局限性和應用前景
這款應用程式至少需要三臺裝置在同一網路中操作，而且隨著裝置數量增加，其精度也會提高。在一些本地的湖泊和遊泳池進行測試時，這款應用程式的定位誤差平均為約 5 英尺（1.6 米），在大多數環境下潛水員的相互可見距離已經足夠。如果要獲得實際的地理坐標定位，而不是相對於潛水領導者的位置，領導者需要與擁有 GPS 功能的地面裝置通訊，這通常是船上的一個裝置。這項研究是基於該團隊之前研發的名為 AquaApp 的突破性技術，該技術可以讓潛水員在水下相互傳遞訊息。這款應用程式和 AquaApp 可以共同使用。例如，如果潛水領導者發現某位潛水員走錯方向，他可以傳送警告訊息：“嘿，你走離開可通訊範圍了，你需要回來。”或者，如果一位潛水員用盡了氧氣，SOS 訊號可以幫助搜救隊伍在混濁的水中快速找到該人。
應用在水下的前景和價值觀探討
這項具有突破性的研究為潛水與水下活動帶來了全新的可能性。之前，潛水員在水下的溝通和定位只能依賴有限的視覺接觸和經驗判斷。這款應用程式的問世，為潛水員提供了一個更安全、更可靠的定位方式，改善了搜救時的效率，同時也提升了潛水活動的樂趣和互動體驗。
此外這項技術的成功還引發了人們對於科技發展的思考。科技在我們日常生活中的應用越來越廣泛，但同時也引發了一些倫理和價值觀的問題。例如，這款應用程式在改善潛水體驗的同時可能會讓一些潛水員更加依賴技術，降低他們依賴自身經驗和判斷的能力。此外科技的發展也可能對自然環境產生不可逆轉的影響，例如衛星的發射和資源消耗等。因此我們在追求科技發展的同時也需要不斷反思和平衡科技帶來的利弊。
編輯評論與建議
這項研究在水下應用中取得的突破令人振奮。然而隨著該技術的應用推廣，我們也需要關注一些潛在的問題。首先資料的隱私和安全問題需要引起足夠的重視。使用這款應用程式，潛水員的位置訊息可能會被共享和傳播，這可能導致一些不當的使用和侵犯隱私的行為。因此相關機構和開發者需要在技術設計中充分考慮資料的保護和安全性。
其次作為使用者，我們也應該謹慎使用和依賴這項技術。雖然這款應用程式可以提供更強大的定位功能，但是在水下活動中，我們仍然需要保持警覺性和自身的優勢判斷能力。無論使用了多少技術，潛水還是一項極具挑戰性的活動，意外情況仍然可能發生。因此潛水員應該接受正規的潛水培訓，並始終保持謙虛和謹慎的態度。
這項技術的成功是科技創新的一個範例，同時也提醒我們需要以開放的態度探索和應對科技的發展。在確保安全和保護個人隱私的前提下，我們可以充分利用科技來改善人們的生活品質和活動體驗。然而我們也應該保持對科技的批判思考和道德觀察，以確保科技發展與社會價值相符合。
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