Визуальный микрофон

07.08.2025

Исследовательская группа из Пекинского технологического института, возглавляемая Сюй-Жи Яо, разработала уникальную систему, способную воспринимать звук, анализируя микроскопические колебания света, отраженного от вибрирующих объектов. Это устройство получило название "визуальный микрофон", поскольку не использует традиционные воздушные колебания для захвата аудиосигналов.

Технология базируется на так называемой однопиксельной визуализации. Вместо сложных матриц с миллионами пикселей здесь используется один-единственный фотодетектор в сочетании с проекцией структурированных световых узоров, создаваемых пространственным модулятором света. Таким образом, система улавливает малейшие колебания яркости, отраженной от объекта, и преобразует их в звуковой сигнал с помощью специальных алгоритмов. Это делает разработку не только доступной и недорогой, но и технически простой.

Особую важность визуальный микрофон приобретает в тех условиях, где традиционные акустические устройства бесполезны. Например, он способен регистрировать звук через стекло или внутри звукоизолированных помещений, где не происходит прямой передачи воздушных колебаний. Пока луч света может проникать к объекту и обратно, устройство остается эффективным. Такие возможности открывают перед микрофоном широкое поле для применения - от медицинского мониторинга до промышленной диагностики.

Во время испытаний исследователи использовали привычные материалы - бумажную карточку и лист бумаги, помещенные в полуметре от колонок. Источники звука воспроизводили голос и музыкальные фрагменты. Наилучший результат по качеству распознавания получился при использовании бумажной карточки. Хотя высокочастотные звуки иногда искажались, низкие частоты передавались с достаточной точностью. Команда частично компенсировала искажения с помощью цифровой обработки сигнала.

Предыдущие проекты подобного рода опирались на дорогостоящее оборудование, включая лазеры и высокоскоростные камеры. Китайские ученые, напротив, сумели упростить систему, сделав ее компактной и энергоэффективной. Аппаратная часть микрофона работает со скоростью передачи данных 4 мегабайта в секунду, что позволяет использовать устройство не только для кратковременных записей, но и для длительного мониторинга с возможностью хранения и передачи аудиоинформации по интернету.

Несмотря на то что пока система существует только в лабораторном прототипе, ее перспективы кажутся весьма многообещающими. Как отмечает Сюй-Жи Яо, разработка пригодится в ситуациях, когда прямое использование традиционного микрофона невозможно: например, при удаленном измерении пульса или дыхания, а также во время спасательных операций, когда к пострадавшему нет физического доступа.

<< Назад: Биопластик BCBN, прочнее стали 07.08.2025

>> Вперед: Звуки еды помогают контролировать аппетит 06.08.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Информационный двигатель 12.11.2022 Ярким исследованием года явилась разработка так называемого информационного двигателя, топливом для которого буквально стала информация. Прототип двигателя выполнял работу исключительно благодаря расчетам, не тратя на нее какой-либо энергии. К сожалению, это открытие работает только в микромире. Все мы знаем о таком явлении, как тепловой шум. В обычном состоянии тепловые колебания носят случайный характер и не могут делать полезную работу. Исправить ситуацию можно с помощью обратной связи - информации, которая могла бы отсекать "тормозящие" колебания и фиксировать "рабочие". Тогда каждый раз двигатель делал бы только полезную работу, не тратя на нее энергию в виде топлива. Роль топлива в такой системе играла бы информация - это система определения совершенной работы и обратная связь, управляющая двигателем. Группа физиков из Университета Саймона Фрейзера в Бернабе (Британская Колумбия) и Института фундаментальных вопросов (FQXi) провела эксперимент, в котором стеклянная бусинка размером с бактерию двигалась в заданном направлении посредством теплового шума и информации о ее положении. Бусинку поместили в воду и поймали в лазерную ловушку. Тепловые колебания молекул воды толкали бусинку во всех возможных направлениях, но благодаря измерениям ее положения в воде и обратной связи оптическая ловушка перемещалась в пространстве только тогда (и удерживала бусинку на новом уровне), когда движение шло в нужном направлении. Точность определения положения бусинки в пространстве оставляла желать лучшего и тем самым работа "информационным" двигателем работа была мала. Повысить КПД двигателя удалось после включения в алгоритм так называемой "баесовской оценки решения" - статистического метода, во многом прогнозировавшего новое положение бусинки, чем его измерял. Фактически "топливом" такого двигателя выступала лишь информация о приблизительном положении бусинки, полученная посредством измерения, алгоритм расчета, уменьшающий погрешность измерений и механизм обратной связи, фиксировавший бусинку (выполненную работу) на новом уровне. Процесс выполнения работы производился тепловым шумом. Можно сказать бесплатно. Теперь ученые думают над экспериментами, как сделать подобную работу из других источников шума. Если все получится, можно будет получать энергию из источников, о которых мир пока не мечтал.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026