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3D打印器件帮助电脑解决鸡尾酒派对问题

 

图示为超材料盘,和声音传导的36各通道之一。图片来源:Abel Yangbo Xie/ PNAS

人工智能是研究人员长期努力的,即让计算机执行对人类来说很简单的任务:在附近多个人同时聊天时,挑出一个人的声音。

这就是所谓的“鸡尾排队问题”。典型的方法来解决这个问题,要么需要多个麦克风参与系统,这基于他们在一个房间里的位置,或者复杂的人工智能算法,即试图记录分隔不同声音来辨别扬声器。

但最新的发明,如本周美国《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志中的一篇文章所述,则是一个简单的3D打印设备,其可以精确定位声音的原点,而无需任何复杂的电子设备。

该设备是一个厚的塑料盘,大约披萨饼一样宽度。围绕边缘开口有36个声音通道,均朝着中间的麦克风。每个通道以一个稍微不同的方式修改声音,因为它通向盘子的中心,大致意思为,就是使用不同的设置分别影响每个片的声音,本文的主要作者,Steven Cummer解释到,他是北卡罗来纳州达勒姆的杜克大学的一名电气工程师。

水瓶的旋律

磁盘的工作方式很简单,他说。如果对着部分填充水的瓶子的顶部开口说话,里面的空气会产生共鸣,会根据水在瓶中的量减弱某些频率。在塑料盘中,每个扇区的内部结构都是被图案化的蜂窝状结构,其中每个六边形网孔被切割为不同的高度。Cummer说,最终就像是填充有不同水量的瓶子的阵列。

人耳是无法分辨声音如何被不同的通道改变,本文的主要作者,同样在杜克大学的Yangbo Xie说。但这个团队写了一个算法,通过分析每个声音,几乎总是可以分辨声音是哪个方向来的。

该装置是一个“声学超材料”:具有图案化较小,以及被设计来影响通过它的声波的结构。Bruce Drinkwater是英国布里斯托大学的机械工程师,他称这个想法为“非常好的一个想法”。他说,这个设备的本体会限制其实际使用,并且这个版本仅在相对高的频率下工作。不过他补充说:“未来可能有足够的空间来进行设计优化。”

新材料在线编译整理——翻译:Gary      校正:摩天轮 

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