ICTPRESS: یک حسگر صوتی مایع طراحی شده برای تقلید از توانایی نهنگ گوژپشت در تشخیص صداها در محیط های پر سر و صدا.
در سال‌های اخیر، مهندسان طیف گسترده‌ای از حسگرهای پیشرفته را برای نظارت با فناوری‌های روباتیک، پوشیدنی، پوشیدنی و حتی کاشتنی توسعه داده‌اند. داده های جمع آوری شده توسط این حسگرها را می توان با استفاده از یادگیری ماشینی پیشرفته تجزیه و تحلیل کرد و به دستگاه ها اجازه می دهد صداهای خاص را بین صداهای مختلف و اشیاء خاص در تصاویر یا سایر محرک ها تشخیص دهند.
محققان دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA) اخیرا یک حسگر صدای مایع ساخته اند که می تواند صداها را با دقت بالا حتی در محیط های پر سر و صدا با کمک یادگیری ماشین تشخیص دهد. این حسگر از اندام چربی موجود در پیشانی بسیاری از گونه های نهنگ، از جمله دلفین ها و نهنگ های اسپرم الهام گرفته شده است.
جون چن، یکی از محققان این پروژه گفت: در تحقیقات خود از بافت چربی واقع در پیشانی نهنگ عنبر الهام گرفته ایم. نهنگ گوژپشت صداهای مورد استفاده در اکولوکاسیون را متمرکز و تعدیل می‌کند و ویژگی‌های صوتی بافت خود را با آب اطراف تطبیق می‌دهد تا صدا بتواند با حداقل از دست دادن انرژی حرکت کند.
چن و همکارانش تصمیم گرفتند یک سیستم حسی امیدوارکننده ایجاد کنند که رفتار نهنگ گوژپشت را تقلید کند. این سنسور می تواند به کاهش تلفات برق و به حداقل رساندن نویز فرکانس پایین، افزایش کارایی جمع آوری داده های صوتی و بهبود دقت سنسور در تشخیص صدا کمک کند.
چن توضیح داد: هوش مصنوعی نقش کلیدی در سیستم حسی ما دارد و به طور خاص از تشخیص گفتار پشتیبانی می کند. به لطف سیگنال های کم نویز ثبت شده توسط سنسور صوتی مایع، سیستم با پشتیبانی از الگوریتم های یادگیری عمیق به دقت تشخیص بالایی دست می یابد.
این حسگر دارای ساختار شبکه مغناطیسی سه بعدی و منشعب بر اساس نانوذرات مغناطیسی نئودیمیم-آهن-بور است. این نانوذرات که در یک سیال حامل معلق هستند، در مجموع مانند یک آهنربا رفتار می کنند.
سنسورهای آکوستیک معمولی با تشخیص تغییر شکل مواد و ارتعاشات ناشی از فشار صدا، صداها را از محیط دریافت می کنند. اگرچه این سیستم می‌تواند در بسیاری از کاربردهای روزمره مؤثر باشد، اما در موقعیت‌های پیچیده‌تر مانند زیر آب یا محیط‌های بسیار پر سر و صدا به خوبی کار نمی‌کند.
چن گفت: «یکی از برجسته‌ترین دستاوردهای ما، معرفی مواد جدید حسگر صوتی مایع است که عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داده‌اند. این حسگرها نه تنها به طور موثر در هوا کار می‌کنند، بلکه می‌توانند در محیط‌های زیر آب مانند اقیانوس‌ها برای تشخیص حیوانات دریایی و سایر کاربردها نیز استفاده شوند.
وی افزود: در تحقیقات آتی خود، از هوش مصنوعی برای بهینه سازی مواد مایع درون حسگر استفاده خواهیم کرد و به آن اجازه می دهیم به طور انتخابی حذف نویز فعال را برای کاربردهای گسترده تر اعمال کند.
این تحقیق در مجله “Nature Electronics” منتشر شده است.
