3D-принтирани глави говорят, движат се и слушат, за да подобрят аудио устройствата

Човешки симулатори, които говорят и се слушат един друг, улесняват изследването на акустичните свойства на главата за по-добре проектирани аудио устройства.

Представете си коктейл, пълен с 3D отпечатани хуманоидни роботи, които слушат и говорят помежду си. Тази привидно научно-фантастична сцена е целта на Лабораторията за разширено слушане (Augmented Listening Laboratory) в Университета на Илинойс. Реалистичните говорещи (и слушащи) глави са от решаващо значение за изследването на това как хората получават звук, и впоследствие разработването на аудио технология.

Алгоритмите, използвани за подобряване на човешкия слух, трябва да вземат предвид акустичните свойства на човешката глава. Например слуховите апарати настройват звука, получаван от всяко ухо, за да създадат по-реалистично изживяване при слушане. За да успее настройката, алгоритъмът трябва реалистично да оцени разликата между времето на достигане до всяко ухо и амплитудата на звука.

Важно е да се изучава човешкото слушане в естествена среда, като коктейли, където много разговори се провеждат едновременно.

„Симулирането на реалистични сценарии за подобряване на разговора често изисква часове запис на хора. Целият процес може да бъде изтощителен за субектите и е изключително трудно за субекта да остане напълно неподвижен между и по време на записите, което се отразява на измереното акустично налягане.“

каза Остин Лу, студент от екипа.

„Акустичните симулатори на главата могат да преодолеят и двата недостатъка. Те могат да се използват за създаване на големи набори от данни с непрекъснат запис и гарантирано ще останат неподвижни.“

Тъй като изследователите имат прецизен контрол върху симулирания обект, те могат да коригират параметрите на експеримента и дори да задвижат машините, за да симулират движенията на врата.

В подвиг на дизайна и инженерството, главите са 3D отпечатани в компоненти и сглобени, което позволява персонализиране на ниска цена. Изключително детайлните уши са снабдени с микрофони в различни части, за да симулират както човешкия слух, така и Bluetooth слушалки.

„Talkbox“ или подобен на уста високоговорител имитира точно човешки вокали. За да улеснят движението, изследователите обърнаха специално внимание на шията. Тъй като 3D моделът на дизайна на главата е с отворен код, други екипи могат да го изтеглят и модифицират според нуждите. Намаляващата цена на 3D печат означава, че има относително ниска бариера за производството на тези глави.

„Нашият проект за акустична глава е кулминацията на работата, извършена от много студенти с много разнообразен технически опит. Проекти като този се дължат на интердисциплинарни изследвания, които изискват инженерите да работят с дизайнери.“

каза Манан Митал, дипломиран изследовател от екипа.

Лабораторията за разширено слушане е създала и системи с колела и ролкови системи за симулиране на ходене.