Китайські дослідники з Пекінського технологічного інституту створили мікрофон, який на відміну від традиційних, вловлює не коливання повітря, а світло.
Зазначається, що інноваційний мікрофон вловлює світло від ледве помітних коливань поверхні. Технологія цього так званого “візуального мікрофону” базується на тому, як поверхні реагують на звукові хвилі, використовуючи ці ледве помітні коливання для відтворення звуку.
Розробка робить можливим прослуховування в умовах, де звичайні мікрофони неефективні, наприклад, під час спілкування через скло або під час моніторингу звуку в ізольованих приміщеннях, без необхідності прямої передачі звуку.
“Наш метод спрощує та робить дешевшим використання світла для вловлювання звуку, а також дозволяє задіяти його тоді, коли традиційні мікрофони виявляються неефективними. Поки є можливість для пропускання світла, пряма передача звуку не обов’язкова”, — пояснює провідний дослідник Сюй-Жі Яо.
Попередні спроби відтворення звуку за допомогою світла спирались на складне і вартісне обладнання, наприклад, лазери, або високошвидкісні камери. Однак китайські дослідники вирішили піти іншим шляхом. Їхня система використовує технологію, що називається однопіксельною візуалізацією, і позбавляє необхідності у камері з сенсором з мільйонами пікселей. Замість цього використовується один фотодетектор та структуровані світлові патерни, що генеруються просторовим модулятором світла.
Суть методу полягає у спрямовуванні керованого світла на об’єкт та реєстрації найдрібніших змін у відображеній яскравості, які виникають внаслідок коливань об’єкту у відповідь на близькі звуки. Ці дрібні зміни інтенсивності виявляються та за допомогою обчислювальних алгоритмів перетворюються на звуковий сигнал. Це не тільки робить цю технологію простішою і дешевшою, а й також широкодоступною.
“Поєднання однопіксельної візуалізації з методами локалізації на основі Фур’є дозволило нам досягти високоякісного виявлення звуку, використовуючи простіше обладнання та при менших витратах. Наша система дозволяє виявляти звуки за допомогою повсякденних предметів, таких як паперові картки та листя, в умовах природного освітлення і не вимагає, щоб поверхня, що вібрує, відображала світло певним чином”, — підкреслив Сюй-Жі Яо.
Для демонстрації можливостей створеної системи, дослідники перевірили звичайні матеріали, включаючи паперову картку та лист паперу, розмістивши їх за півметра від динаміків, які відтворювали голос, що озвучував масиви цифр, та музичні уривки. Відеомікрофон успішно відновив чіткий та розбірливий звук, особливо під час використання паперової картки. Низькочастотні звуки були записані з помітною точністю, тоді як вищі частоти демонстрували деякі спотворення — обмеження, яке команді вдалось частково компенсувати за допомогою методів обробки сигналів.
Цей пристрій також ефективний в обробці даних. Він працює зі швидкістю 4 МБ на секунду, що робить його придатним для тривалого або безперервного запису та практичним для зберігання або передачі даних через Інтернет.
На думку розробників, їхній пристрій цілком можна застосовувати у великій кількості професійних сфер. Потенційні варіанти використання: у середовищах з великою кількістю перешкод, для моніторингу навколишнього середовища, неінвазивного медичного спостереження, розширеної промислової діагностики.
Однак, як зазначає Сюй-Жі Яо, наразі ця технологія існує лише в лабораторних умовах і може використовуватись за особливих обставин, коли звичайні мікрофони неефективні. Наразі розробники працюють над підвищенням чутливості та створенням більш портативної версії, а також розширенням діапазону системи для виявлення звуку на великих відстанях.
Дослідники заявляють про потенціал їхнього мікрофону далеко за межами лабораторних досліджень. Від виявлення серцебиття та пульсу на відстані до допомоги у пошуково-рятувальних операціях, де неможливо використовувати мікрофони безпосередньо. На даний момент система є новим способом “прослуховування” за допомогою світла, відкриваючи можливості для комунікації та моніторингу в умовах, раніше недоступних для звичайних мікрофонів.
Джерело: TechSpot
Повідомити про помилку
Текст, який буде надіслано нашим редакторам: