Badacze z Akademii Górniczo-Hutniczej mogą zrewolucjonizować to, jak rozmawiamy z naszymi urządzeniami – i ze sobą nawzajem. Krakowscy inżynierowie opracowują wielomikrofonowy system, który pozwala swobodnie rozmawiać czy dyktować tekst nawet wtedy, gdy mówiący swobodnie porusza się po pomieszczeniu, bez konieczności stosowania słuchawek z mikrofonem czy tradycyjnych zestawów głośnomówiących.
Badania mają na celu opracowanie technologii umożliwiających budowę systemów składających się z sieci połączonych ze sobą mikrofonów, które będą pozwalały na prowadzenie naturalnej rozmowy nawet wtedy, gdy mówiący porusza się, oddala od mikrofonów czy znajduje się w miejscu, gdzie czynniki takie jak szumy, inne głosy czy pogłos pomieszczenia zaburzają funkcjonowanie tradycyjnych mikrofonów. To szczególnie istotne, bo dynamicznie rozwijające się technologie, takie jak domy inteligentne czy rozszerzona lub wirtualna rzeczywistość, często opierają się właśnie na głosowej komunikacji człowieka z maszyną. Komendy czy zapytania coraz częściej wydawane są w przypadku takich urządzeń nie za pomocą aplikacji, ekranu dotykowego lub klawiatury, ale interfejsu pozwalającego na naturalną komunikację za pomocą głosu. Stojące u podstaw takich systemów algorytmy rozpoznawania mowy są coraz skuteczniejsze, problemem pozostaje jednak wciąż fakt, że możliwości dotychczasowych systemów mikrofonowych są stosunkowo ograniczone, gdy użytkownik nie znajduje się w ich bezpośrednim sąsiedztwie.
Nowoczesny, inteligentny system mikrofonów, nad którym pracują badacze z Krakowa, może zdecydowanie uprościć korzystanie z tych technologii. Projekt APDAS (Audio Processing using Distributed Acoustic Sensors – Przetwarzanie Dźwięku z wykorzystaniem Rozproszonych Czujników Dźwięku) może też dać użytkownikom zupełnie nowe możliwości wykorzystywania posiadanych przez nich urządzeń. Mikrofony, w które wyposażone są urządzenia domu inteligentnego, mogą stworzyć jedną, obejmującą całe pomieszczenie czy dom sieć, która pozwoli na przykład dokonywać biometrycznej identyfikacji i lokalizacji osób znajdujących się w różnych pomieszczeniach.
Jednoczesne przetwarzanie sygnałów pochodzących z kilku połączonych ze sobą »inteligentnych« urządzeń wyposażonych w jeden lub więcej mikrofonów umożliwi uzyskanie wyższej jakości sygnału niż w przypadku używanych obecnie pojedynczych, niezależnie pracujących urządzeń – tłumaczy dr hab. inż. Konrad Kowalczyk z Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. – Zaletą takiego rozwiązania będzie możliwość sterowania głosowego nawet na dużą odległość oraz swobodnego korzystania z aplikacji głosowych w chmurze bez konieczności posiadania dedykowanego danej aplikacji sprzętu audio – dodaje kierownik Zespołu Przetwarzania Sygnałów AGH.
Badania są finansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu FIRST TEAM ze środków pochodzących z Funduszy Europejskich z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój. Grant w wysokości niemal 2 mln zł przyznany w 2017 r. zwiększono trzy lata później w celu umożliwienia rozwoju prac nad inteligentnym systemem przetwarzania dźwięku i jego komercjalizacji.
Projekt APDAS jest realizowany wspólnie z międzynarodowymi partnerami, w tym z Uniwersytetem w Walencji w Hiszpanii, Katolickim Uniwersytetem w Leuven w Belgii i Uniwersytetem Johnsa Hopkinsa w USA. Zespół dr. hab. inż. Konrada Kowalczyka pracuje też nad nowymi, upraszczającymi życie zastosowaniami własnych technologii. Nowoczesne techniki przetwarzania sygnałów dźwiękowych mogą np. posłużyć do budowy aparatów słuchowych nowej generacji, pozwalających użytkownikowi słyszeć wyraźnie dźwięki, nawet jeśli ich źródło jest od niego oddalone na znaczną odległość. Osiągnięcia członków zespołu utworzonego dzięki wsparciu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej to m.in. pierwsze i drugie miejsce w międzynarodowych zawodach w przetwarzaniu sygnałów IEEE Signal Processing Cup w 2019 i 2021 roku, gdzie opracowano algorytmy lokalizacji dźwiękowej osób poszkodowanych dla dronów ratowniczych oraz algorytmy automatycznej konfiguracji inteligentnych powierzchni odbijających sygnały w sieciach 6G, jak również stypendium Fulbright Junior Scholarship na roczne badania na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa.
źródło: FNP