Zespół badaczy z Uniwersytetu Narodowego w Seulu opracował innowacyjny mikrofon, który pozwala robotom określać pozycję ludzi w przestrzeni 3D – i to z użyciem tylko jednego sensora. Urządzenie, nazwane 3DAR (3D Acoustic Ranging), działa skutecznie choćby w bardzo głośnych środowiskach przemysłowych.
Technologia została szczegółowo opisana w czasopiśmie „Robotics and Computer-Integrated Manufacturing”. Jej kluczową cechą jest zdolność do lokalizacji źródeł dźwięku oraz komunikacji akustycznej pomiędzy ludźmi i robotami oraz między samymi robotami.
Jak to działa?
System integruje mikrofon z obrotowym mechanizmem oraz specjalną strukturą tłumiącą niepożądane dźwięki z otoczenia. Dzięki temu możliwe jest „słyszenie kierunkowe” – robot potrafi wyłapać te istotne, ignorując szum tła. Inspiracją dla naukowców były nietoperze i delfiny, które wykorzystują fale dźwiękowe do orientacji i komunikacji.
W praktyce, robot z takim systemem może określić, z którego kierunku dochodzi ludzki głos, wyciek gazu czy sygnał ostrzegawczy – i zareagować odpowiednio. Urządzenie umożliwia dwukanałową komunikację: częstotliwości słyszalne wykorzystywane są do kontaktu z ludźmi, natomiast niesłyszalne – do komunikacji między robotami. Dzięki temu unika się zakłóceń, a roboty mogą współpracować choćby bez dostępu do sieci bezprzewodowej.
Zasada działania mechanizmu anulowania fazy przy użyciu metastruktury akustycznej / Źródło: sciencedirectTesty w rzeczywistych warunkach
System został przetestowany w fabrykach oraz w warunkach symulujących codzienne otoczenie. Czteronożny robot z mikrofonem 3DAR potrafił nie tylko wykryć obecność człowieka, ale także zlokalizować miejsce wycieku gazu. Technologia okazała się skuteczna również w symulacjach ratowniczych – robot reagował na nawoływanie o pomoc.
- Sprawdź także: Robot kontra człowiek na korcie. Kto wygra pojedynek w badmintonie?
W porównaniu do tradycyjnych rozwiązań, które wymagają wielu mikrofonów i skomplikowanych algorytmów, system 3DAR jest tani i niewielki. Może być łatwo wdrażany w fabrykach, centrach logistycznych czy zakładach produkcyjnych, zwłaszcza tych opartych na autonomicznych stanowiskach. Możliwość lokalizowania pracowników w czasie rzeczywistym może zapobiegać kolizjom z maszynami, a sterowanie robotami dźwiękiem bez potrzeby naciskania przycisków zwiększa swobodę ruchu i efektywność pracy.
W przyszłości twórcy planują zintegrować 3DAR z dużymi modelami językowymi, co umożliwi robotom nie tylko rozpoznawanie dźwięków, ale także ich interpretację. Docelowo system ten może znaleźć zastosowanie w robotach humanoidalnych, które będą rozumieć znaczenie głosu tak, jak człowiek.
