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智能穿戴设备 让潜水员不再命悬一“线”

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-05-19 10:18  来源:解放军报  浏览次数:118

  当前,我军潜水员在执行水下任务过程中,普遍采用信号绳作为主要通信工具,即通过对信号绳的拉、抖组成系列信号来实现对陆上的简易通信。这种通信方式使用简单、应用方便,但是其弊端也是显而易见的:信号绳仅能实现有限信息量的表达,且信号传输过程极易受复杂海水环境影响而中断或失效,甚至造成误判。

  在2015年“东方之星”号客轮翻沉的救援行动中,海军工程大学潜水员官东在完成救援准备撤退时,身上的信号绳被缠住。在这千钧一发的危急关头,官东割断信号绳,在黑暗中摸索近20分钟后,才浮出水面成功脱险。由此可见,绑在潜水员身上的信号绳在一定程度上会影响人体的灵活性,稍有不慎就有可能成为水下作业的安全隐患。

  可以说,潜水员在执行水下任务时,是真正的命悬一“线”。针对信号绳的诸多弊病,结合智能穿戴设备在民用领域的快速发展,面向军事潜水领域的智能穿戴产品逐渐成为科技工作者的研发热点之一。由水下智能移动终端、陆上指控终端以及相关数据收发器、系统软件等组成的一套完整的水陆互联式指挥信息系统,可以实现陆上指挥员对水下单兵情况的整体把握,极大地提高了潜水员的水下生存能力和作业能力。

  水下通信与终端定位是智能潜水穿戴设备的两项关键技术。

  水声通信技术是当今海洋高技术领域最前沿技术之一。由于电磁波在水中衰减明显,而声波可传几百公里,20kHz的声波在水中的衰减只有2-3dB/km。因此,水下通信主要依靠水声通信技术,将移动终端传感器获取的电信号由编码器进行信息数字化处理后转换为声信号进行水中传输。目前,美国、俄罗斯等国研制的水声通信机,解决了过去水下声波通信中收发不能同时工作的问题。

  设备定位方面,主要以惯性导航技术实现实时定位。以潜水员入水点为初始坐标,以牛顿力学定律为基础,惯导系统利用陀螺仪和加速度计等惯性敏感器便可实时呈现潜水员方位。此外,便携性好、续航时间长、可跟踪佩戴者生命体征等要求也是设备不断优化的方向。

  目前各国军队的相关研究也都在如火如荼地进行着。俄罗斯《消息报》2016年12月29日报道称:俄军潜水员将装备“独一无二、可确保潜水工作期间的可靠语音通信和导航支持的自动化系统”。可见,关于智能潜水穿戴设备的研究和实践应用具有广阔的前景。(李国新 周鑫培 任鑫田)

 
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