Flaggermus-syn med mikrofoner

Med ekko fra veggene kan datamodellen gjenskape rommet.

Flaggermus bruker ekko fra omgivelsene til å navigere etter. Nå har forskere klart å lage en datamodell som klarer det samme, med presisjon ned til noen millimeter. Flaggermusen på bildet er en Storøret Townsend Flaggermus (Corynorhinus townsendii). (Foto: PD-USGov/Wikimedia Commons)
Flaggermus bruker ekko fra omgivelsene til å navigere etter. Nå har forskere klart å lage en datamodell som klarer det samme, med presisjon ned til noen millimeter. Flaggermusen på bildet er en Storøret Townsend Flaggermus (Corynorhinus townsendii). (Foto: PD-USGov/Wikimedia Commons)

Både flaggermus og blinde mennesker har utviklet evnen til å høre hvordan omgivelsene ser ut. Nå har  forskere fra Sveits og Storbritannia laget et dataprogram som gjør dem kunsten etter.

En lydkilde og fire mikrofoner

En lydkilde og fire mikrofoner er alt som skal til. Lydkilden kan plasseres tilfeldig i rommet. Det samme kan mikrofonene, så lenge avstandene mellom dem er kjent.

Mikrofonene fanger opp direktelyden fra lydkilden, og de første refleksjonene eller ekkoene fra veggene.

Tidsforsinkelsene og styrken til disse lydene sier noe om formen til rommet. Slik kan rommet rekonstrueres, for første gang på en så enkel måte.

Avslører kriminelle

Forskerne har prøvd ut dataprogrammet både i et enkelt lite rom og i en mindre egnet gotisk katedral. Det fungerte overraskende bra begge steder, ifølge fagartikkelen i Proceedings of The National Academy of Sciences.

I framtida kan de fire veggene erstattes av en person som går rundt i rommet, for eksempel med en mobiltelefon. 

Ved å avlytte mobilsamtalen til for eksempel en kriminell, kan det bli mulig å avsløre hvilket rom samtalen foregår i, ifølge artikkelen.

Det kan til og med bli mulig å se gjenstander i rommet. Metoden er nøyaktig med en presisjon ned til noen få millimeter.

Med en lydkilde (rød høyttaler) og fire mikrofoner (grønne) utførte forskerne eksperimenter, blant annet i et rom med en bevegelig vegg (blå). Ut fra de mange lydrefleksjonene fra veggene (ett eksempel tegnet i gult) kunne de lage en modell av rommet i tre dimensjoner. (Foto: (Figur: forskning.no, etter figur i fagartikkel i PNAS av Ivan Dokmanic et.al.))
Med en lydkilde (rød høyttaler) og fire mikrofoner (grønne) utførte forskerne eksperimenter, blant annet i et rom med en bevegelig vegg (blå). Ut fra de mange lydrefleksjonene fra veggene (ett eksempel tegnet i gult) kunne de lage en modell av rommet i tre dimensjoner. (Foto: (Figur: forskning.no, etter figur i fagartikkel i PNAS av Ivan Dokmanic et.al.))

Fjerner akustikk på opptak

Metoden kan også brukes til å forutsi akustikken i en konsertsal eller et auditorium ved å lage en modell av rommet.

En annen spennende måte å bruke metoden på er å fjerne skjemmende akustikk fra lydopptak. En modell av opptaksrommet kan vise hvordan ekko fra veggene har påvirket opptaket. Denne modellen kan så å si kjøres i revers.

Askepotts sko

For å klare å utvikle metoden, måtte forskerne finne svar på et grunnleggende spørsmål: Kan det ikke tenkes at en og samme akustikk kan forklares med flere mulige fasonger på rommet? Er svaret entydig?

Forskerne brukte flere matematiske metoder og noen praktiske, mer statistiske tilnærminger for å svare nei på spørsmålet.

En av metodene sammenligner de med skoen av glass som avslørte Askepott. Det var bare en fot som passet til skoen. Det er bare ett rom som passer til akustikken.

Referanse:

Ivan Dokmanic et.al: Acoustic echoes reveal room shape, Proceedings of The National Academy of Sciences (PNAS), 17.6.2013

Powered by Labrador CMS