Робота-пылесоса оснастили «ушами»
Робот-пылесос, не имеющий в своей конструкции микрофон, может распознавать звуки, произносимые в той же комнате, где находится сам аппарат. Эту возможность ему придали инженеры из США и Сингапура. Их метод основывается на использовании лидаров — приборов, использующихся при изготовлении беспилотных транспортных средств.
Звук представляет собой механические колебания, распространяющейся в воздухе и сквозь различные среды. Окружающие предметы при контакте со звуковыми волнами создают определенную вибрацию. Этот процесс можно сделать обратным, то есть считать по вибрациям звук и восстановить его при помощи встроенного лазерного луча. Ранее израильские ученые доказали, что телескоп с фотодиодом способен восстанавливать звук на большом расстоянии. Аналогом подобного метода послужила новая разработка инженеров, которую уже сегодня можно приобрести всего за несколько сотен долларов.
Конструкция робота-пылесоса представляет собой приемник и лазерный излучатель, работающие в совокупности как лазерный дальномер. На вращающейся платформе излучатель посылает луч в пространство, а приемник определяет, как быстро он возвращается после отражения от окружающих объектов. Так получается определить расстояние до объектов и, таким образом, строится общая картина комнаты с высокой точностью. Запись лидара осуществляется с частотой 5 герц. Несмотря на то, что такого показателя недостаточно для точной записи различных звуков и речи, он всё же может определять расстояние без вращения.
Модифицируя прошивку аппарата, учёные увеличили частоту до 1,8 килогерца и встроили программный набор Diskcloud. Данные, полученные с помощью лидара, подвергались определенным алгоритмам и фильтрации. Так получился особый файл, в котором содержалась информация, недоступная для понимания простому человеку. Однако именно по такому виду записи данных с помощью специального аналитического оборудования было возможно восстановить некоторые звуки и их типы. Далее, благодаря совершенствующимся нейросетям, можно было обрабатывать спектрограммы сигнала и определять в речи произнесённые цифры, тональность голоса, понимать некоторые музыкальные заставки телепередач и даже распознавать персону, являющуюся источником речи.
Ученые решили проверить свое детище в деле. Пылесос установили недалеко от мусорного ведра и включили. Затем в комнате происходили различные действия — работал телевизор, разговаривали люди, создавались шумы, стуки и шорохи. Результат поразил ученых: с точностью до 96% аппарат распознал пол говорящего, вывел более 91% произнесенных цифр, распознал 9 из 10 телепередач и 6 из 10 личностей, произносящих речь.
