科学者たちは、人間の叫び声を追跡して人間を追い詰めるドローンを訓練している。
はい、それは確かに始まりのように聞こえますターミネーター/クワイエット・プレイススタイルのディストピアですが、それはそのような意味ではありません。むしろ、これらのドローンは人命を救うことを目的としています。
ドイツのフラウンホーファー通信・情報処理・人間工学研究所（フラウンホーファーFKIE）の研究者らは、緊急事態で閉じ込められたり負傷したりした人々を救助隊員が迅速に発見できるように、悲鳴を発するドローンを開発している。研究者らはドローンに一連のマイクを取り付け、次のような処理技術を使用して叫び声に焦点を当てることができます。ビームフォーミングこれにより、マイクはどれが音に最も近いかを検出し、それに焦点を合わせることができます。
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研究者のマカレナ・バレラ氏はメールでMashableに、同僚のウルフ・ディーター・ヴィルス氏とマンフレッド・オクム氏とともに2016年に同様のシステムを開発したが、ドローンに搭載するには大きくて重すぎたと説明した。
「2018年、ヴィルス博士は、従来のコンデンサーマイクの代わりにMEMS（微小電気機械システム）マイクを使用すれば、システムをはるかに小型化できると確信していました」とヴァレラ氏は語った。 「これをSAR（捜索救助）の目的でドローンに搭載できるようにしたいという私たちの夢の始まりでした。」
この研究は、アメリカ音響学会の第 180 回総会6月に。
森の中で誰かが叫び声を上げていて、周りに誰もいない場合でも、このドローンはその声を聞く可能性があります。 クレジット: マカレナ・バレラ
研究者のシステムは現在、アレイ内で 32 個のマイクを利用しているが、効果を維持しながら使用できる最小数を見つけるための実験はまだ行っていないとヴァレラ氏は指摘する。それでも、この場合、彼らは多ければ多いほど良いと考えています。
「MEMSマイクは非常に小型で手頃な価格なので、近い将来、マイクの数を減らすのではなく、倍増する予定です」とヴァレラ氏は語った。
マッシュ可能な光の速度
マイクの数を増やすことで、研究者は検出した音の角度をより正確に推定したり、遠く離れた音声を拾ったりできるようになります。これにより、ドローンは犠牲者の位置をより正確に特定できるようになります。
「理想的には、ビームフォーミング技術を使用するには、同期データを配信する同一のマイクのアレイを使用するのが現実的です」とバレラ氏は述べています。 「私たちは、すべてのマイクが球の中にランダムに配置されている、Crow's Nest と呼ばれる非常に特殊なアレイを選択しました。このタイプのアレイは、あらゆる方向に音をカバーし、どの方向でも同様に良好です。」
「すべてのマイクからのデータは、選択された方向に対して最大の感度を達成するために、遅延や位相を追加した後に結合され、感度ビームが形成されます」とヴァレラ氏は続けた。 「そして、方向を変えたり走査したりすることで音源の探索を実現します。」
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研究者が使用しているのは、モノパルスレーダー技術音の正確な角度を確立します。このテクニックで比較するのは、わずかに異なる方向から少なくとも 2 つのビームを同時に受信、ターゲットの位置を検出するためにどの信号がより強いかを決定します。
ヴァレラ氏らは現在、ドローンのローター音などのノイズを低減するためのフィルタリング方法を開発、テストしている。同時に、AIやニューラルネットワークなど、遭難者の音を拾うさまざまな検知手法の実験も行っている。どちらの目的でも、フラウンホーファー FKIE の研究者らは、「叩く、拍手する、悲鳴を上げるなど、被害者が発する可能性のある衝撃音」を含む音声データベースを使用しています。
「実験室での以前のテストでは、ローターノイズが存在する状態で、拍手などの衝撃音を検出することができました」とバレラ氏は述べた。現在ドローンを飛行させてデータ処理を行っております。
Varela は Mashable に、進行中の研究を実証するビデオを提供しました。
ドローンはすでに使われています捜索救助活動、人間や犬よりもはるかに早く、アクセスが困難なエリアに到達できるだけでなく、多くの地面をカバーすることができます。しかし、そのような取り組みは通常、ドローンに搭載されたカメラを人間が監視することに依存しています。多くの場合、災害の犠牲者を迅速に発見することは生存にとって極めて重要であるため、初期対応者が犠牲者を発見するのに役立つテクノロジーはすべて役に立ちます。
ただし、このシステムが実際に動作するのを見るには、しばらく時間がかかるかもしれません。ヴァレラさんは、「（彼女と同僚が）何時間作業できるかによる」と言う。試験はまだ進行中であり、研究者らは具体的な期限を定めていない。それでも、彼らはこのシステムには大きな可能性があると信じています。
「作業の大部分は、大きなシステムにすでに実装されているメソッドをこの小さなシステムに移すことです」とヴァレラ氏は語った。 「それでも、飛行中のドローン騒音など、新たな課題にも直面しています。言い換えれば、私たちのチームには専門知識があるので、それは時間の問題です。」