Μιμούμενοι το σύστημα ηχοεντοπισμού που χρησιμοποιούν οι νυχτερίδες για να βρουν το δρόμο τους στο σκοτάδι, μηχανικοί στην Ελβετία ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο που υπολογίζει τις διαστάσεις δωματίων από την ηχώ.
Όλοι γνωρίζουμε ότι η φωνή μας ακούγεται διαφορετική σε έναν μεγάλο, άδειο χώρο από ό,τι σε ένα μικρό δωμάτιο γεμάτο έπιπλα – η ηχώ κάνει τη διαφορά.
Τεχνικές ηχοεντοπισμού που επιτρέπουν τη χαρτογράφηση του περιβάλλοντα χώρου είχαν δημιουργηθεί και στο παρελθόν, απαιτούσαν όμως έναν μεγάλο αριθμό μικροφώνων τοποθετημένων σε πολύ συγκεκριμένες θέσεις.
Η νέα τεχνική πλεονεκτεί, αφού απαιτεί μόνο τέσσερα μικρόφωνα σε τυχαίες θέσεις, τα οποία μάλιστα θα μπορούσαν να αντικατασταθούν στο μέλλον από κινητά τηλέφωνα που τρέχουν την αντίστοιχη εφαρμογή.
Το πείραμα
Η πρώτη φάση του πειράματος πραγματοποιήθηκε σε ένα άδειο δωμάτιο του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας στη Λωζάννη. Ένας εθελοντής κλήθηκε να σκάσει ένα μπαλόνι στη μέση του δωματίου, ενώ τέσσερα μικρόφωνα κατέγραψαν τον ήχο και την ανάκλασή του στους τοίχους.
Προκειμένου να απλοποιήσει το πρόβλημα, ο αλγόριθμος αναλύει τα ηχητικά κύματα και αποκλείει όσα έχουν ανακλαστεί στους τοίχους πάνω από μία φορά, καθώς και όσα έχουν ανακλαστεί σε μικρά αντικείμενα εντός του δωματίου.
Για την ανάλυση των ήχων, ο αλγόριθμος βασίζεται σε μια υπόθεση, στην οποία κάθε ηχώς θεωρείται το μαθηματικό ισοδύναμο ενός ήχου που προέρχεται από μια κατοπτρική αντανάκλαση της αρχικής πηγής. Ο αλγόριθμος υπολογίζει έτσι τις αποστάσεις ανάμεσα στους τοίχους καθώς και τις μεταξύ τους γωνίες.
Στην επόμενη φάση, το πείραμα επαναλήφθηκε σε έναν πιο μεγάλο και περίπλοκο χώρο, ένα τμήμα του Καθεδρικού Ναού της Λωζάννης.
«Το λογισμικό μας δημιούργησε έναν τρισδιάστατο χάρτη του χώρου με ακρίβεια μερικών χιλιοστών» αναφέρει ο Ιβάν Ντοκάμνιτς, διδακτορικός φοιτητής και πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στην επιθεώρηση PNAS.
Ο αλγόριθμος, ελπίζει η ερευνητική ομάδα, θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε κινητά τηλέφωνα που μετρούν τις διαστάσεις ενός δωματίου εύκολα και γρήγορα. Θα μπορούσε ακόμα να χρησιμοποιηθεί από την αστυνομία προκειμένου να αναλύει τηλεφωνικές κλήσεις και να προσδιορίζει τον χώρο από τον οποίο πραγματοποιήθηκαν.
