Со дна позвонили: в России разработали цифровое устройство для подводной связи

Переговоры под водой до последнего времени были делом не простым. До появления технических устройств люди пользовались жестами, обменивались условными сигналами, дергая друг друга за трос или стуча по какой-нибудь трубе. С появлением гидроакустических устройств, под водой стали передавать аналоговый сигнал, который очень сильно подвержен помехам. Чтобы разговаривать в стандартной аналоговой системе, аквалангисту или водолазу требовалась полнолицевая маска или шлем с установленным внутри микрофоном. Человек говорит в него также, как он делает это на суше, и дальше звук транслируется по гидроакустическому каналу при помощи специальной антенны либо под водой, другому аквалангисту, либо на сушу.

Новая система, получившая название «Гидроком», имеет два основных отличия от вышеописанной. Во-первых, микрофон крепится не внутри маски, а на шее аквалангиста. Считывается в итоге не прямое колебание воздуха, а колебание гортани по принципу ларингофона (устройства для передачи речи в условиях повышенного внешнего акустического шума), которыми пользуются, летчики и танкисты.

Принцип работы системы связи следующий: на первом этапе происходит захват вибраций голосовых связок: водолаз произносит команду, горловой микрофон фиксирует колебания. Это позволяет получить чистый звук без помех от дыхания, а также делает систему совместимую с любым видом водолазного и дайвинг оборудования. Далее происходит цифровая обработка: захваченный сигнал проходит через нейросетевые алгоритмы, которые очищают звук от шумов и искажений, а также расшифровывают команду. Третий этап — отправка сигнала: информация передается с помощью гидроакустического цифрового модема по гидроакустическому каналу к другому водолазу или водолазной станции на поверхности. Последний шаг – получение и озвучка команды: на поверхности или у другого водолаза сигнал принимается и озвучивается голосовым ассистентом через подводный наушник.

Идея использовать для подводников принцип ларингофона витала в воздухе давно, но инженеры не могли решить проблему плохого распознавания сигнала от гортанного микрофона в воде. Специалисты МФТИ и Бауманки улучшили его при помощи нейронной сети. Она очищает звук и преобразует его в нормальный голос, который хорошо понятен каждому. Кроме того, поработали разработчики и с цифровизацией обычного сигнала.

– Поскольку аналоговый сигнал не устойчив, мы решили его очистить, оцифровать и сжать перед отправкой, – поясняет руководитель команды разработчиков Дмитрий Затекин. – В таком виде он в хорошем качестве доходит до абонента, легко преодолевая любые помехи. Она обеспечивает надежную связь на глубине до 100 метров и на расстоянии до 1 километра.

Не так давно система была протестирована профессиональным водолазом 6-го разряда, подполковником ВОСВОД (Всероссийского общества спасания на водах) Андреем Петровским. Он отметил, что цифровая система связи существенно упростит его работу, поскольку устройство позволяет одновременно общаться с 255 участниками без необходимости носить громоздкие полнолицевые маски, имеющие к тому же разные интерфейсы.

В ближайших планах разработчиков — подготовить систему к пилотному тестированию на реальной водолазной станции.