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灵感来源于蝙蝠!科学家开发新方法,手机笔记本“以声构图”轻松感知环境

2021-05-12 16:01 前瞻网   

 

 

科学家已经发现了一种方法,可以让智能手机和笔记本电脑等日常用品具备蝙蝠般灵敏的环境感知能力。

这项技术的核心是一种复杂的机器学习算法,它利用反射回声生成图像,类似于蝙蝠利用回声定位导航和捕猎的方式。

该算法主要通过测量扬声器声音或小天线无线电波在室内空间反弹并返回传感器所需的时间,成功做到了这一点。

灵感来源于蝙蝠!科学家开发新方法,手机笔记本“以声构图”轻松感知环境

通过巧妙地分析结果,该算法可以推断出一个房间的形状、大小和布局,以及在有物体或人的情况下特别标注出来。结果显示为视频馈送,将回波数据转换为三维视觉。

研究小组的研究成果与蝙蝠的回声定位技术的一个关键区别在于,蝙蝠有两只耳朵来帮助它们导航,而该算法只处理从单个点收集的数据,比如麦克风或无线电天线。

研究人员说,这项技术可以通过任何装有麦克风、扬声器或无线电天线的设备来产生图像。它可能在安全和医疗保健领域有应用。

“我们认为,我们开发的算法可以将任何带有这些组件的设备变成回声定位设备。”“这意味着这种3D成像的成本可以大大降低,开辟了许多新的应用。例如,在没有传统摄像头的情况下,建筑物可以通过接收入侵者反射的信号来保持安全。同样的方法也可以用于跟踪疗养院中脆弱病人的活动。”

该研究概述了研究人员如何使用笔记本电脑上的扬声器和麦克风来产生和接收千赫兹范围的声波。他们还用天线对千兆赫范围内的射频声音做了同样的处理。

在每一种情况下,他们都收集了单个人在房间内走动时所拍摄到的电波反射的数据。与此同时,他们还使用一种特殊的摄像机记录了关于房间的数据,这种摄像机使用一种称为飞行时间的过程来测量房间的尺寸,并提供低分辨率的图像。

该研究建立在该团队之前的工作基础上,该团队通过使用单像素探测器测量闪光的反射,训练神经网络算法来构建三维图像。

前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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