用于水下机器人的声学通信技术面临哪些主要限制？

这事儿吧，你要是跟咱们平时用的手机Wi-Fi或者5G比，那水下通信简直就是石器时代。主要有这么几个大坑：

网速慢得像蜗牛 你可以想象一下，咱们平时上网，看视频、打游戏，数据嗖嗖地传。但在水下，声波是主要的通信方式，它在水里跑得特别慢，大概每秒1500米。这速度听着还行，但跟光速/电磁波比起来差远了。这就导致了“带宽”极低，就像一个特别窄的水管，一次只能流过去一丁点水。所以，想在水下传个高清视频？别想了，能传回去几个字、几条简单的指令和数据就不错了。
延迟高到让你抓狂 因为信号跑得慢，一来一回的延迟就特别高。比如你从船上给几公里深的水下机器人发一个“向左转”的指令，信号传过去可能就要好几秒，等机器人执行完动作再把“我转完了”的消息传回来，又得好几秒。这种延迟对于需要精细操作的任务是致命的，感觉就像在玩一个网络延迟几秒钟的电脑游戏，根本没法玩。
回声、噪音乱成一锅粥 水下环境非常复杂。你发出的声波信号，一部分直接传给接收方，但还有很多部分会撞到水面、海底、鱼群、岩石再反弹过去。这就好比你在一个空旷的大山谷里喊话，对方听到的不仅是你的声音，还有各种方向传来的、有延迟的回声。这些“回声”（专业点叫多径效应）会把原始信号搞得乱七八糟，机器人很难分清哪个才是真正的指令。而且，海里本身就很吵，有轮船的引擎声、鲸鱼海豚的叫声、甚至下雨的声音，这些都是噪音，会把你的信号淹没掉。
信号传不远，容易“掉线” 声音在水里传播，能量会不断被水吸收，越传越弱，就像你喊话，离得越远声音越小一样。频率越高的声音衰减得越快，但高频才能携带更多信息（也就是带宽高点）。这就很矛盾，为了传得远，你得用低频声波，但低频声波的“网速”就更慢了。所以水下通信的距离和速度是一对天生的冤家，很难两全其美。

总的来说，就是因为水这个介质的物理特性，导致声波通信又慢、又卡、又乱、又传不远。这使得水下机器人大多只能执行预设好的程序来自主工作，或者只能进行一些非实时的、简单的遥控，跟我们在陆地上体验到的即时无线通信完全是两个概念。