Zespół naukowców stworzył sposób na niedrogą produkcję akustycznych modeli głowy. Pomogą zbadać i mierzyć sposób odbierania i przetwarzania dźwięku.
Druk 3D w służbie nauki i medycyny
Technologie addytywne pozwalają nam tworzyć szeroki wachlarz produktów, od potraw i słodyczy, przez budynki, aż po sztuczne organy i statki kosmiczne. Drukowanie jest więc niezwykle użyteczną, wielobranżową technologią. Teraz zespół naukowców z Uniwersytetu Illinois Urbana-Champaign wykorzystał je do stworzenia realistycznych modeli ludzkiej głowy, symulujących sposób, w jaki człowiek odbiera i przetwarza dźwięki.
Aby budować coraz lepsze urządzenia akustyczne, takie jak aparaty słuchowe, badacze zajmujący się przetwarzaniem sygnałów akustycznych potrzebują narzędzi, które pomogą im lepiej zrozumieć, w jaki sposób nasze głowy i uszy odbierają oraz przetwarzają dźwięk. Dotychczas tworzone modele symulujące zachowanie ludzkiej głowy były bardzo drogie, co ograniczało ich liczbę modeli, w jakie mogły wyposażyć się laboratoria. To utrudnia również zrozumienie, w jaki sposób dźwięk jest przetwarzany w środowiskach, w których wiele osób mówi jednocześnie, na przykład na imprezie sportowej. Przeprowadzono eksperymenty na ludziach w hałaśliwych pomieszczeniach, ale ta droga badań wiąże się z wieloma problemami.
Symulowanie realistycznych scenariuszy w celu ulepszenia konwersacji często wymaga wielu godzin nagrywania z udziałem ludzi. Cały proces może być wyczerpujący dla badanych, a obiektowi niezwykle trudno jest pozostać idealnie nieruchomym pomiędzy i podczas nagrywania, co wpływa na zmierzone ciśnienie akustyczne.
Austin Lu, członek zespołu badawczego Augmented Listening Laboratory na Uniwersytecie Illinois Urbana-Champaign
Drukowane głowy udoskonalą urządzenia dźwiękowe
Aby rozwiązać powyższe problemy, naukowcy stworzyli serię realistycznych, tanich, akustycznych symulatorów głowy za pomocą druku 3D. Następnie umieścili modele na krętlikach, aby naśladować ludzką szyję. Wszystkie głowy mają głośniki w ustach, które naśladują mowę, oraz bardzo szczegółowo odwzorowane uszy wyposażone w mikrofony.
Badacze mają nadzieję, że dzięki doskonałemu odwzorowaniu zachowania głów (mówienie, słuchanie, obracanie się czy kiwanie), i poprzez wykorzystanie serii specjalistycznych algorytmów, będą w stanie zebrać dużą ilość danych akustycznych szybko i niedrogo. Te dane powinny prowadzić do powstania jeszcze dokładniejszych algorytmów, które z kolei doprowadzą do zbudowania lepszych urządzeń akustycznych.
