Акустический взгляд: как звуковые волны позволяют «видеть» сквозь стены

Китайские учёные из Уханьского технологического университета создали прибор, который способен при помощи ультразвука обнаруживать человека и фиксировать положение его тела, даже если он находится за преградой вне зоны видимости. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.

В военных и гражданских целях для обнаружения людей и наблюдения за ними часто используются радары-детекторы, которые при помощи электромагнитного излучения способны обнаруживать объекты вне зоны видимости, однако такие приборы не способны распознавать положение, в котором находится человек.

Также по теме

Пространственный прорыв: что узнали учёные о четвёртом измерении

Международная группа физиков провела два эксперимента, в ходе которых исследователям удалось зарегистрировать поведение частиц,...

Для создания своей системы наблюдения специалисты из Китая решили использовать альтернативную среду — акустическую. Их устройство «видит», что делает человек, при помощи ультразвука.

«Возможности применения устройства будут расширяться по мере увеличения точности системы распознавания. Например, она может выполнять функции домашней медицинской сигнализации. Система способна определить, что человек упал у себя дома, и ему будет оперативно оказана помощь», — сказал разработчик акустического прибора доцент Уханьского технологического университета Синьхуа Гуо.

Прибор в виде акустической решётки оснащён 256 приёмниками и четырьмя ультразвуковыми передатчиками, которые включены в свёрточную нейросеть — самонастраиваемую систему анализа сигналов и определения объектов. Акустическая система работает на ультразвуковой частоте 40 кГц, которая позволяет игнорировать потенциальные шумовые помехи. В настоящее время она способна различать четыре статических и динамических состояния тела человека: положения стоя и сидя, а также ходьбу и падение.

Акустическая система является лучшим устройством обнаружения, чем радары-детекторы или системы видеонаблюдения, утверждают разработчики. Ультразвуковой прибор не ограничен углом обзора, для него не являются помехами слабое освещение, дым в помещении, а также не возникают проблемы с конфиденциальностью.

«В дальнейшем мы усовершенствуем систему распознавания положений человеческого тела, в том числе произвольно принимаемые позы, чтобы исключить возможные ошибки. Как известно, двигательные процессы человеческого тела довольно сложны. Люди могут по-разному передвигаться, принимать различные позы и падать. Мы планируем лучше изучить механику падения человека, чтобы достичь большей точности работы прибора», — говорит Синьхуа Гуо.

По его словам, в настоящее время разработчики исследуют возможность использования системы в различных устройствах для коммерческого и домашнего применения.