Инженеры из Сеульского национального университета придумали, как заставить роботов «слышать» пространство. Команда профессора Сун-Хун Ана из кафедры машиностроения разработала технологию, которая с помощью всего одного микрофона определяет, где находится человек — даже в шумном цеху.

Результаты опубликованы в издании Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.

Раньше для этого требовались десятки датчиков или сложные алгоритмы. Теперь же робот может не только находить людей по звуку, но и понимать команды, несмотря на грохот станков. Система работает как у летучих мышей: улавливает направление звука, отсекает лишний шум и даже позволяет машинам «переговариваться» между собой на неслышимых человеку частотах.

Проблема в том, что на заводах часто нельзя полагаться на камеры — дым, пыль или темнота мешают. Радиосигналы тоже не всегда проходят. Звук же пробивается через любые преграды. Но старые акустические системы были слишком громоздкими или неточными.

Ученые решили эту задачу, создав метаструктурный микрофон с вращающимся механизмом. Он усиливает нужные звуки и игнорирует фоновые, а затем вычисляет положение источника в 3D.

Метаструктурный микрофон — это не просто «ухо», а система с искусственно созданными элементами, которые управляют звуковыми волнами. Например, специальные перегородки задерживают шум сбоку, но усиливают его спереди. Так датчик „фокусируется“ на нужном направлении, как будто поворачивает голову.

Технологию уже протестировали на четвероногом роботе: тот находил утечку газа по шипению и реагировал на голосовые команды.

Где это пригодится:

• На заводах — чтобы роботы не сталкивались с людьми и понимали устные указания.
• В аварийных ситуациях — для поиска пострадавших по крикам или звукам оборудования.
• В автономных цехах — машины смогут координироваться без Wi-Fi, просто «перешептываясь» ультразвуком.

Раньше для локации звука нужны были массивы микрофонов, — говорит аспирант Семин Ан. — Теперь же хватает одного датчика с вращающейся насадкой. Это открывает новые возможности.

Главное преимущество — дешевизна и простота. Один микрофон с алгоритмом заменяет дорогие лидары или камеры там, где они бесполезны: в задымленных помещениях, за препятствиями или при отказе сети. На производстве это снизит травматизм — робот услышит шаги рабочего и остановится. В ЧС технология спасет жизни: например, дрон найдет человека под завалом по стуку, а не по тепловизору, который не видит сквозь бетон.

Но самое интересное — связь между роботами через звук. Если Wi-Fi заглушают помехи или его просто нет, машины смогут передавать данные ультразвуком, как подводные лодки.

Технология уязвима к эху и резонансу в замкнутых пространствах. В том же цеху металлические стены могут искажать звуковые волны, и алгоритм ошибется в расчетах. Также неясно, как система поведет себя при одновременных командах от нескольких людей — сможет ли она выделить главный сигнал.

Ранее ученые разработали устройство для перевода с яызка глухонемых и обратно.