解决方案
手机和对讲机在距洞口几码之内就会失去信号,因此地下救援意味着要铺设数英里长的电话线:在1991年新墨西哥州的一次洞穴救援中,170人花了四天时间才救出一名腿部骨折的妇女。来自洛斯阿拉莫斯的16岁少年亚历山大·肯德里克制造了一台设备,把这个问题当作无线电问题来处理:它有点像一台连接在业余无线电上的计算机,用低频波传输数据,这种波穿透岩石的能力远强于高频信号。
2010年1月,美国国家公共电台参与了在卡尔斯巴德洞窟国家公园地下约1000英尺处进行的一次测试。团队组装了一个6英尺宽、缠着导线的井字棋框架天线,与地面上一台相同的设备对表,经过两小时校准后,肯德里克输入了“happy”——他在地面上的父亲看到“appy”到达:数字数据穿透了946英尺的岩石,这是美国已知最深的地下数字通信。肯德里克估计,这样的无线电设备本可以把1991年那次救援的时间缩短一半。
这项发明赢得了2009年国际科学博览会奖——12000美元、一台新电脑和一次瑞士之旅。新墨西哥大学微生物学家戴安娜·诺思阿普看到了第二种用途:洞穴中栖息着能产生抗生素的微生物,而人类造访会污染它们,因此把数据记录器连接到无线电上,就能把洞穴数据传送到地面。“这可以拯救洞穴,”她说。
它取得了什么
一台连接低频业余无线电式电台的计算机,能穿透半英里厚的岩石发送短信——无需架设一根导线即可与地面联络。
为什么它有效
该设备复用了短信——廉价、熟悉、低功耗——而不是为一种会扼杀正常信号的环境发明新接口。
低频以带宽换取穿透力:一个简短的词就足以证明链路可用,而短消息正是救援所需要的。
相同的配对设备让硬件保持简单;是校准而非复杂性,让信号穿透半英里厚的石灰岩。
远程数据中继保护了洞穴本身,用仪器读数取代了会造成污染的人类造访。
可以应用什么
当标准解决方案是蛮力时,就更换介质:一条能穿透障碍的慢速信道胜过一条无法到达的快速信道。
后续
该设备赢得了2009年国际科学博览会奖,并于2010年1月在美国国家公共电台《周日周末版》的报道中在卡尔斯巴德洞窟进行了测试,实现了美国已知最深的地下数字通信,深度达946英尺。除救援之外,微生物学家还提议连接环境传感器,在无需人类到场的情况下中继洞穴数据。
从这里,追溯依据
参考来源
- Texting Underground Can Save Lives And Caves NPR · npr.org ·