Исследователи из Пекинского технологического института создали микрофон, который улавливает звук, регистрируя колебания света. Устройство фиксирует микроскопические вибрации на поверхности предметов и преобразует их в аудиосигналы, что позволяет, например, записывать речь через стеклянные окна.
В отличие от обычных микрофонов, воспринимающих колебания воздуха, визуальный микрофон анализирует с помощью отраженного света едва заметные колебания поверхностии объекта под воздействием аккустических волн. В разработанном решении свет поступает в пространственный световой модулятор, где кодируется, а затем регистрируется фотодетектором. Изменения в интенсивности света декодируются в звук.
Особенность созданного устройства в использовании однопиксельного фотодетектора — без камеры с с миллионами пикселей и сложного обрабатывающего оборудования, которое обычно используют в подобных решениях для прослушки. Такой подход удешевляет технологию.
Для повышения точности анализа данных однопиксельного устройства ученые применили алгоритмы локализации на основе преобразования Фурье. В результате система может«слушать» вибрации с разных объектов — например, бумажных карточек или листьев растений. В экспериментах микрофон успешно восстановил звук речи (китайские и английские цифры) и фрагмент «К Элизе» Бетховена с объектов, расположенных на расстоянии 0,5 м от динамика.
В экспериментах бумажная карточка давала более чистый сигнал, чем лист растения. Пр этом низкочастотные звуки (до 1 кГц) воспроизводились точно, а высокочастотные (свыше 1 кГц) нуждались в фильтрации для устранения искажений. Одно из преимуществ технологии малое количество данных — около 4 МБ/с. Это позволяет сохранять звук в реальном времени на устройствах или передавать по сети без значительной нагрузки.
Пока что микрофон существует в виде лабораторного прототипа, но его уже планируют адаптировать для других задач, включая мониторинг пульса и частоты сердцебиения. Цель исследователей — сделать устройство достаточно чувствительным и компактным для повседневного использования.
Читать далее:
Затонувшие руины у берегов Кубы поставили под сомнение историю человечества
Миллиарды литров талой воды пробили ледяной щит Гренландии изнутри
Бор был прав, а Эйнштейн ошибся: в MIT поставили точку в старом споре физиков
Иллюстрация на обложке: designed by Freepik, лицензия
