การถ่ายทอดข้อมูลผ่านคลื่นเสียงความถี่สูงเข้าสู่การใช้งานจริงในการโทรวิดีโอและอุปกรณ์อัจฉริยะ

สิ่งที่เริ่มต้นจากการทดลองการเขียนโปรแกรมที่ชาญฉลาดได้พัฒนาเป็นเทคโนโลยีที่ใช้งานได้จริงโดยบริษัทเทคโนโลยีชั้นนำ ความสามารถในการส่งข้อมูลผ่านคลื่นเสียงความถี่สูงที่มนุษย์ไม่สามารถได้ยินได้ถูกนำมาใช้ในทุกอย่างตั้งแต่การประชุมทางวิดีโอไปจนถึงอุปกรณ์บ้านอัจฉริยะ

การเปรียบเทียบช่วงความถี่

• ช่วงการได้ยินของมนุษย์: 10-20,000 Hz
• การถ่ายทอดข้อมูลด้วยอัลตราโซนิก: 18,000-20,000 Hz
• อัลตราซาวด์ทางการแพทย์: 2-20 MHz
• อัตราการถ่ายทอดข้อมูลปัจจุบัน: ~10 บิตต่อวินาที

การสาธิตเทคโนโลยีการส่งผ่านข้อมูลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง แสดงให้เห็นการผสมผสานระหว่างนวัตกรรมดิจิทัลและวิธีการสื่อสาร

การใช้งานเชิงพาณิชย์ที่มีอยู่แล้ว

แพลตฟอร์มสำคัญหลายแห่งได้นำการถ่ายทอดข้อมูลผ่านคลื่นเสียงความถี่สูงมาใช้ในผลิตภัณฑ์ของตนอย่างเงียบๆ Chromecast ใช้สัญญาณ ultrasonic แทนรหัสการจับคู่แบบดั้งเดิมในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ไม่ต้องป้อนรหัสยาวๆ ด้วยตนเองเมื่อตั้งค่าอุปกรณ์สตรีมมิ่ง แพลตฟอร์มการประชุมทางวิดีโออย่าง Webex ได้พัฒนาเทคโนโลยีนี้ไปอีกขั้น โดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูงในการตรวจจับห้องประชุมที่แล็ปท็อปอยู่โดยอัตโนมัติ ทำให้สามารถแชร์หน้าจอได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องตั้งค่าด้วยตนเอง

เทคโนโลยีนี้ทำงานโดยการเข้ารหัสข้อมูลเป็นความถี่เสียงที่สูงกว่า 18-20 kHz ซึ่งผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ไม่สามารถได้ยิน ลำโพงและไมโครโฟนคอมพิวเตอร์มาตรฐานสามารถจัดการกับความถี่เหล่านี้ได้ ทำให้สามารถนำไปใช้งานได้โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษ

การประยุกต์ใช้ในโลกจริง

• Chromecast: การจับคู่อุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้รหัส
• Webex: การตรวจจับห้องประชุมอัตโนมัติ
• สถานบันเทิง: การแสดงแสงโทรศัพท์แบบซิงโครไนซ์ผ่านระบบเสียงตามสาย
• XRWorkout: การซิงค์อัตโนมัติของการบันทึกเกมกับวิดีโอภายนอก

การทดลองในอดีตและศักยภาพในอนาคต

แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ทั้งหมด นักวิจัยได้สาธิตการถ่ายทอดข้อมูลผ่าน ultrasonic ที่คล้ายกันโดยใช้สมาร์ทโฟนรุ่นแรกๆ ในปี 2003 โดยใช้ประโยชน์จากการกรองเสียงที่ไม่ดีในอุปกรณ์ยุคนั้น เมื่อไม่นานมานี้ Google ได้ทดลองกับการสื่อสารผ่าน ultrasonic ระหว่าง Chromecast และ Google Home รุ่นแรกๆ แม้ว่าโครงการจะเผชิญกับอุปสรรคที่ไม่คาดคิด

ผมเชื่อว่าปัญหาหลักคือมันทำให้สุนัขคลั่ง

การใช้งานด้านความบันเทิงก็ได้รับการสำรวจเช่นกัน บริษัทต่างๆ ได้ทดสอบการใช้สัญญาณ ultrasonic ที่ส่งผ่านระบบเสียงในงานกีฬาและคอนเสิร์ตเพื่อซิงโครไนซ์การแสดงแสงบนโทรศัพท์ของผู้ชม โดยไม่ต้องพึ่งพาการเชื่อมต่อ WiFi ที่เสถียรในสถานที่ขนาดใหญ่

ข้อจำกัดทางเทคนิค

• เสี่ยงต่อการรบกวนสัญญาณ
• การตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดมีจำกัด
• อัตราการถ่ายโอนข้อมูลช้า
• คนหนุ่มสาวที่มีการได้ยินดีสามารถได้ยินเสียงนี้
• สุนัขสามารถได้ยินและรู้สึกรำคาญจากความถี่เหล่านี้

ความท้าทายทางเทคนิคและการปรับปรุง

การใช้งานปัจจุบันเผชิญกับข้อจำกัดหลายประการ อัตราการถ่ายทอดข้อมูลค่อนข้างช้า โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 10 บิตต่อวินาที สัญญาณเสี่ยงต่อสัญญาณรบกวนและขาดการแก้ไขข้อผิดพลาดที่แข็งแกร่ง ระบบหลายระบบใช้ความถี่ที่คนหนุ่มสาวที่มีการได้ยินดีกว่ายังคงสามารถตรวจจับเป็นเสียงแหลมที่น่ารำคาญได้

วิศวกรแนะนำว่าเทคนิคที่ยืมมาจากเทคโนโลยีโมเด็ม dial-up สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก วิธีการอย่าง trellis coded modulation และ spread spectrum encoding สามารถทำให้การถ่ายทอดข้อมูลผ่าน ultrasonic เชื่อถือได้และเร็วขึ้น นักพัฒนาบางคนกำลังทำงานกับการใช้งานที่ซับซ้อนมากขึ้นที่สามารถจัดการกับเสียงรบกวนและสัญญาณรบกวนได้ดีกว่า

เทคโนโลยีนี้เป็นสะพานที่น่าสนใจระหว่างโลกดิจิทัลและโลกกายภาพ ช่วยให้อุปกรณ์สามารถสื่อสารกันผ่านอากาศรอบตัวเราในรูปแบบที่ยังคงมองไม่เห็นสำหรับการรับรู้ของมนุษย์

อ้างอิง: Transmitting data via ultrasound without any special equipment