Cellulari, algoritmi ed ecolocazione a distanza

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Cellulari, algoritmi ed ecolocazione a distanza

18 giugno 2013

Quando qualcuno parla al cellulare, la registrazione della voce e degli echi riflessi dall’ambiente
circostante basta per ricostruire, grazie a un sofisticato algoritmo, una mappa 3D della stanza in
cui si trova. Se la struttura dello spazio circostante non è troppo complessa, può essere raggiunta
una precisione nell’ordine dei millimetri. Il nuovo metodo di analisi potrebbe rivelarsi utile in settori che vanno dall’architettura alle indagini criminali (red)

lescienze.it

Se parlate al cellulare, chi ascolta potrebbe presto essere in grado di ricostruire perfettamente
l’ambiente in cui vi trovate: per farlo basterà disporre dell’algoritmo messo a punto da un gruppo
di ricercatori del Politecnico di Losanna e della Harvard University, che firmano un articolo pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences.

L’algoritmo in questione è il prodotto finale di una ricerca sull’ecolocazione la capacità di
sondare l’ambiente circostante sulla base delle onde sonore riflesse, ampiamente sfruttata da
pipistrelli e delfini – che è iniziata cercando di ricostruire la struttura di una stanza costruita
con pareti mobili. Il passo decisivo è stato compiuto quando i ricercatori sono riusciti a
dimostrare che era possibile stabilire le dimensioni della stanza di prova sfruttando gli echi di
quattro microfoni disposti in modo casuale e non conosciuto da chi li registrava.

“Ogni microfono raccoglie il suono diretto dalla fonte, così come gli echi provenienti da varie
pareti”, spiega Ivan Dokmanic. “L’algoritmo confronta quindi il segnale proveniente da ciascun
microfono. I ritardi infinitesimali che appaiono nei segnali vengono utilizzati per calcolare non
solo la distanza tra i microfoni, ma anche la distanza da ciascun microfono alle pareti e la sorgente sonora.”

Dopo aver testato più volte l’algoritmo variando le dimensioni della camera di prova, i ricercatori
sono passati a un esperimento molto più ambizioso, collocando i microfoni all’interno della
cattedrale di Losanna, della quale hanno ricostruito la struttura fondamentale, benché senza
raggiungere la risoluzione ottenibile per un ambiente più semplice, che può essere mappato con una precisione di pochi millimetri”.

Per l’applicazione dell’algoritmo la presenza di quattro microfoni non è nemmeno indispensabile; a
condizione che sia in movimento, può infatti bastarne uno solo: per avere i quatti gruppi di
segnali è sufficiente eseguire altrettanti campionamenti successivi della fonte e degli echi che genera!

Le possibili applicazioni di questa tecnica di rilevazione sono molteplici, a partire da quelle
nell’ambito dell’architettura civile – “Gli architetti possono usarla per esempio per progettare
sale da concerto o auditorium sulla base all’acustica specifica che vorrebbero creare”, ha osservato
Dokmanic per arrivare fino a quelle di carattere investigativo: da una semplice registrazione
vocale è possibile ottener numerose informazioni sugli elementi presenti in una stanza che non può
essere vista. Inoltre, osservano gli autori, il metodo può essere perfezionato per determinare anche
la posizione esatta della persona che sta utilizzando il cellulare all’interno della stanza.

http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1221464110

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