Những gì bắt đầu như một thí nghiệm lập trình thông minh đã phát triển thành công nghệ thực tế được các công ty công nghệ lớn sử dụng. Khả năng truyền dữ liệu thông qua sóng âm tần số cao mà con người không thể nghe thấy hiện đang được triển khai trong mọi thứ từ hội nghị truyền hình đến thiết bị nhà thông minh.
So sánh Dải tần số
- Dải nghe của con người: 10-20.000 Hz
- Truyền dữ liệu siêu âm: 18.000-20.000 Hz
- Siêu âm y tế: 2-20 MHz
- Tốc độ truyền dữ liệu hiện tại: ~10 bit mỗi giây
 |
|---|
| Một cuộc trình diễn công nghệ truyền dữ liệu siêu âm, thể hiện sự kết hợp giữa đổi mới kỹ thuật số và các phương pháp truyền thông |
Các ứng dụng thương mại đã được sử dụng
Một số nền tảng lớn đã âm thầm triển khai công nghệ truyền dữ liệu siêu âm trong các sản phẩm của họ. Chromecast sử dụng tín hiệu siêu âm thay vì mã ghép nối truyền thống để kết nối các thiết bị. Điều này loại bỏ nhu cầu người dùng phải nhập thủ công các mã dài khi thiết lập thiết bị phát trực tuyến của họ. Các nền tảng hội nghị truyền hình như Webex đã đi xa hơn, sử dụng siêu âm để tự động phát hiện phòng họp mà laptop đang ở, cho phép chia sẻ màn hình nhanh chóng mà không cần thiết lập thủ công.
Công nghệ này hoạt động bằng cách mã hóa dữ liệu thành tần số âm thanh trên 18-20 kHz, mà hầu hết người lớn không thể nghe thấy. Loa và microphone máy tính tiêu chuẩn có thể xử lý các tần số này, làm cho việc triển khai trở nên khả thi mà không cần phần cứng chuyên dụng.
Ứng dụng thực tế
- Chromecast: Ghép nối thiết bị không cần mã code
- Webex: Tự động phát hiện phòng họp
- Địa điểm giải trí: Đồng bộ hóa màn trình diễn đèn điện thoại thông qua hệ thống PA
- XRWorkout: Tự động đồng bộ bản ghi trò chơi với video bên ngoài
Các thí nghiệm trong quá khứ và tiềm năng tương lai
Khái niệm này không hoàn toàn mới. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh việc truyền dữ liệu siêu âm tương tự bằng smartphone đời đầu vào năm 2003, tận dụng khả năng lọc âm thanh kém trong các thiết bị thời đó. Gần đây hơn, Google đã thử nghiệm giao tiếp siêu âm giữa Chromecast và các thiết bị Google Home đời đầu, mặc dù dự án gặp phải một trở ngại bất ngờ.
Tôi tin rằng vấn đề chính là nó khiến những chú chó phát điên
Các ứng dụng giải trí cũng đã được khám phá. Các công ty đã thử nghiệm sử dụng tín hiệu siêu âm được truyền qua hệ thống PA tại các sự kiện thể thao và âm nhạc để đồng bộ hóa chương trình đèn trên điện thoại của khán giả, bỏ qua nhu cầu về độ phủ sóng WiFi đáng tin cậy tại các địa điểm lớn.
Hạn chế Kỹ thuật
- Dễ bị nhiễu sóng
- Khả năng phát hiện/sửa lỗi hạn chế
- Tốc độ truyền dữ liệu chậm
- Có thể nghe được đối với những người trẻ có thính giác tốt
- Chó có thể nghe thấy và bị làm phiền bởi các tần số này
Thách thức kỹ thuật và cải tiến
Các triển khai hiện tại gặp phải một số hạn chế. Tốc độ truyền dữ liệu tương đối chậm, thường khoảng 10 bit mỗi giây. Các tín hiệu dễ bị nhiễu và thiếu khả năng sửa lỗi mạnh mẽ. Nhiều hệ thống sử dụng tần số mà những người trẻ tuổi có thính giác tốt hơn vẫn có thể phát hiện như những âm thanh cao khó chịu.
Các kỹ sư đề xuất rằng các kỹ thuật mượn từ công nghệ modem quay số có thể cải thiện đáng kể hiệu suất. Các phương pháp như điều chế mã hóa trellis và mã hóa phổ rải có thể làm cho việc truyền dữ liệu siêu âm đáng tin cậy và nhanh hơn. Một số nhà phát triển đã đang làm việc trên các triển khai tinh vi hơn có thể xử lý tiếng ồn nền và nhiễu tốt hơn.
Công nghệ này đại diện cho một cầu nối thú vị giữa thế giới kỹ thuật số và vật lý, cho phép các thiết bị giao tiếp thông qua không khí xung quanh chúng ta theo những cách vẫn phần lớn vô hình đối với nhận thức của con người.
Tham khảo: Transmitting data via ultrasound without any special equipment