据外媒报道,科学家们已经找到了一种方式,使智能手机和条记本电脑等一样平常物品具有类似于蝙蝠对周围环境的感知能力。这项手艺的焦点是一种庞大的机械学习算法,它行使反射回声来天生图像,类似于蝙蝠使用回声定位举行导航和狩猎的方式。

该算法丈量扬声器发出的声音片断或小天线发出的无线电波脉冲在室内空间内发射并返回到传感器所需的时间。通过巧妙地剖析效果,该算法可以推断出一个房间的形状、巨细和结构,以及挑选出存在的物体某人。效果以视频形式显示,将回声数据转化为三维视觉。

该团队的成就与蝙蝠的回声定位之间的一个要害区别是,蝙蝠有两只耳朵来辅助它们导航,而该算法被调整为与从单点网络的数据一起事情,如麦克风或无线电天线。研究职员说,该手艺可用于通过潜在的任何配备有麦克风和扬声器或无线电天线的装备来天生图像。

格拉斯哥大学的盘算机科学家和物理学家周日在《物理谈论快报》杂志上揭晓的一篇论文中概述了这项研究,它可以应用于平安和医疗保健领域。格拉斯哥大学盘算科学学院和物理与天文学学院的Alex Turpin博士和Valentin Kapitany博士是该论文的主要作者。

Turpin博士说:“动物的回声定位是一种了不起的能力,科学已经乐成地以多种差其余方式重新缔造了从反射回声中天生三维图像的能力,如RADAR和LiDAR。”

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“这项研究与其他系统的差异之处在于,首先,它只需要来自单一输入的数据--麦克风或天线--就能确立三维图像。其次,我们信托,我们开发的算法可以将任何具有这两件装备中的任何一件的装备酿成回声定位装备。”

“这意味着这种三维成像的成本可以大大降低,开拓许多新的应用。例如,通过吸收入侵者反射的信号,可以在没有传统摄像机的情形下保证修建物的平安。同样的方式也可以用来追踪养老院中虚弱病人的行动。我们甚至可以看到该系统被用于跟踪医疗机构中病人胸部的升沉,提醒事情职员注重他们的呼吸转变。”

该论文概述了研究职员若何使用条记本电脑的扬声器和麦克风来发生和吸收千赫兹局限内的声波。他们还使用天线对千兆赫兹局限内的无线电频率声音举行了同样的处置。

在每一种情形下,他们都网络了一小我私人在房间里走动时对声波的反射的数据。同时,他们还使用一个特殊的相机纪录了房间的数据,该相机使用一个被称为航行时间的历程来丈量房间的尺寸并提供一个低分辨率的图像。

通过连系来自麦克风的回声数据和来自航行时间相机的图像数据,研究小组在数百次的重复中“训练”了他们的机械学习算法,将回声中的特定延迟与图像联系起来。最终,该算法已经学会了仅从回声数据中天生它自己的高度准确的房间及其内容的图像,使它具有感知周围环境的“蝙蝠式”能力。

这项研究确立在该团队以前的事情基础上,该团队训练了一种神经网络算法,通过使用单像素检测器丈量闪光的反射来确立三维图像。

Turpin博士弥补说:“我们现在已经能够行使光和声音证实这种算法机械学习手艺的有用性,这异常令人激动。很显著,这里有许多以新方式感知天下的潜力,我们盼望继续探索未来天生更多高分辨率图像的可能性。”

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