NE: Новый жидкостный акустический датчик распознаёт голоса в шумной обстановке
Инженеры разработали множество сложных датчиков для мониторинга с помощью роботов, портативных и носимых устройств, а также имплантатов. Собранные данные анализируются с помощью машинного обучения, что позволяет устройствам распознавать звуки, объекты и другие стимулы.
Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали новый датчик, который точно распознает голоса даже в шумной обстановке. Он вдохновлен жировым органом на лбу китов и некоторых дельфинов. О датчике написали в журнале Nature Electronics.
Наша работа вдохновлена жировой тканью на лбу кита, которая называется мелоном, — рассказал автор статьи Джун Чен.
Эта ткань помогает китам фокусировать и модулировать звуки, используемые в эхолокации.
Чен и его коллеги разработали новую сенсорную систему, имитирующую функцию мелона у китов. Сенсор может уменьшить потерю энергии и минимизировать низкочастотный шум, обеспечивая эффективный сбор акустических данных и повышая точность распознавания звуков с помощью искусственного интеллекта.
Искусственный интеллект важен для распознавания голоса, — пояснил Чен.
Благодаря алгоритмам глубокого обучения и датчику с магнитной сетью из наночастиц система распознает голос с высокой скоростью, улавливая малошумные сигналы.
Датчик состоит из трехмерной структуры магнитной сети на основе наночастиц неодим-железо-бор. Эти частицы взвешены в жидкости и ведут себя как магнит.
Обычные акустические датчики улавливают звуки, обнаруживая деформации материалов и вибрации. Но такая система не всегда эффективна в сложных условиях, например, под водой или в очень шумной среде.
Мы создали новые жидкие материалы для акустических датчиков, которые показали отличную производительность, — говорит Чен.
Эти датчики работают эффективно как в воздухе, так и под водой, например, в океане, где они могут обнаруживать морских животных.
Во время первых испытаний датчик показал способность различать минимальное давление в 0,9 Па и высокое соотношение сигнал/шум в 69,1 дБ. Кроме того, он может снижать низкочастотный шум ниже 30 Гц, возникающий при биомеханических движениях.
Исследователи разработали акустическую систему на основе искусственного интеллекта, которая распознает голоса с точностью 99% в шумной обстановке. В будущем ее можно будет использовать для сбора данных под водой и в других необычных условиях. Это пригодится для экологического мониторинга, морских операций и других задач.
Чен добавил, что в следующих исследованиях они будут использовать искусственный интеллект для оптимизации жидких материалов внутри датчика. Это позволит применять активное шумоподавление более широко.
Источник фото: https://www.inaturalist.org/observations/246582722
