Trójwymiarowe mapy pomieszczeń na zawołanie
Cztery mikrofony i program komputerowy wystarczą, by uzyskać dokładny, trójwymiarowy model każdego pomieszczenia na podstawie dźwięku, np. pstryknięcia palcami.
Zdarza się, że osoby niewidome uczą się orientować w nieznanych pomieszczeniach tylko i wyłącznie na podstawie informacji dźwiękowych. Podobną zdolność do perfekcji opanowały nietoperze i delfiny, które dzięki echolokacji sprawnie poruszają się w otoczeniu. Program komputerowy, który dokonuje tego samego na podstawie dźwięku z czterech mikrofonów, opracowali również naukowcy z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL, Szwajcaria) kierowani przez prof. Martina Vetterliego.
"Nasze oprogramowanie pozwala stworzyć trójwymiarową mapę prostego pokoju z dokładnością co do kilku milimetrów" - podkreśla jeden z uczestników badania, Ivan Dokmanić z Audiovisual Communications Laboratory na EPFL.
Choć brzmi to nieprawdopodobnie, mikrofonów nie trzeba nawet ustawiać w badanym pomieszczeniu w szczególnie precyzyjny sposób. Każdy mikrofon odbiera dźwięk wprost ze źródła (np. pstryknięcia palcami lub klaśnięcia), a dodatkowo zbiera echa powracające od różnych powierzchni - tłumaczy Dokmanić. "Później komputer porównuje sygnały przychodzące od każdego z mikrofonów. Minimalne opóźnienie, obecne pomiędzy tymi sygnałami, pomagają obliczyć nie tylko odległość między mikrofonami, ale też odległość pomiędzy każdym z nich a ścianami oraz źródłem dźwięku" - opowiada.
Kluczowa dla systemu jest jego zdolność do wychwycenia i odróżnienia poszczególnych dźwięków tworzących echo, a zbieranych przez mikrofony. Analizując te sygnały program ustala też, czy echo wraca do niego po raz pierwszy czy drugi, i ustala "sygnał dźwiękowy" charakterystyczny dla każdej ze ścian.
Program testowano na razie w laboratorium, gdzie wykorzystano proste źródło dźwięku i pusty pokój, posiadający jedną ruchomą ściankę. Kolejny eksperyment przeprowadzono w otoczeniu bardziej skomplikowanym, w niszy katedry w Lozannie.
Naukowcy jeszcze dopracowują system, ale już dziś mówią o potencjalnych zastosowaniach. "Architekci mogliby z niego korzystać podczas projektowania specjalnych pomieszczeń, np. dużych sal wykładowych lub koncertowych" - sugeruje Dokmanić.
Pod uwagę biorą też zastosowania kryminalistyczne. Ich zdaniem dysponując kilkoma nagraniami wykonanymi w tym samym otoczeniu ekspert mógłby - analizując fale dźwiękowe - uzyskać informacje na temat niewidocznych dla obserwatora obiektów, obecnych w pomieszczeniu. Naukowcy z EPFL widzą też sens analizowania zapisów rozmowy telefonicznej z osobą chodzącą po pokoju - ich zdaniem pomogłoby to ustalić miejsce, z którego rozmówca dzwoni. Algorytm można by też stosować w telefonach –. w miejscach budynków, do których zbyt słabo przenika sygnał GPS.
Źródło: PAP, SW, WP.PL