Това е една от тези статии в които поне веднжъ ще ви накараме да си кажете „Яко!“ Учени провеждат иновативни изследвания, които могат да подобрят качеството на живот. Ето шест примера, с които да озарим деня ви.
Винаги, когато положението е най-зле, се нуждаем от напомняне, че хората правят всичко възможно, за да подобрят света. Текат проучвания, които могат да доведат до иновации в здравеопазването, прогнозирането на бедствия и защита на застрашени екосистеми. Всички те са на основата на звукови изследвания.
Робот-прилеп, който използва звук за навигация и картографиране
В научен експеримент, който просто моли за свой собствен комикс, напълно автономен наземен робот, наподобяващ прилеп и наречен Robat, използва ехолокация, за да се ориентира в средата си. Според проучване, проведено от Итамар Елиаким и негови колеги от университета в Тел Авив и публикувано в PLOS Computational Biology, Robat може да картографира физическо пространство единствено въз основа на звук.
Също като истинските прилепи, Robat излъчва звук и анализира връщащото се ехо. Той използва ултразвуков високоговорител, който произвежда честотно модулирани звуци със същата скорост, като тази на прилепите.Разполага и с два ултразвукови микрофона, които имитират ушите. Само чрез звук, Robat може да се движи автономно и да картографира район в реално време, като идентифицира границите на обекта, класифицира ги с изкуствена невронна мрежа и избягва препятствия.
Създателите му споделят – „Доколкото ни е известно, нашият Robat е първият напълно автономен биологично правдоподобен робот, приличащ на прилеп, който може да се движи през нова среда и да я картографира единствено въз основа на ехо информация, като очертава границите на обектите и свободните пътища между тях, както и да разпознава техния тип, „.
Иновативен начин за ранно засичане на цунами с помощта на подводни звукови вълни
Учени университета в Кардиф са разработили нов метод за изчисляване на размера и разрушителната сила на вълните цунами чрез оценка на високоскоростни акустични гравитационни вълни (AGWs). По този начин те биха могли да знаят какво да очакват много преди появата на цунамито. Това предполага възможността за създаване на по-добри системи за ранно предупреждение в реално време.
Звуковите вълни са естествено възникващи, генерирани в дълбокия океан след събитията, които предизвикват цунами, като например подводни земетресения, обясняват от университета. AGW могат да пътуват над 10 пъти по-бързо от цунами и да се разпространяват във всички посоки. Това ги прави лесни за засичане с помощта на стандартни подводни хидрофони, както демонстрираха учените от университета в Кардиф. „Нашата цел е да можем да активираме аларма за цунами в рамките на няколко минути след запис на звуковите сигнали в хидрофонната станция“, отбелязва водещият автор на изследването – Усама Кадри.
„Мозъчен стетоскоп“, който слуша за тихи припадъци
Специалист по компютърна музика е помогнал на невролозите от Станфорд да разработят „мозъчен стетоскоп“. Чрез превръщането на мозъчните вълни в звук дори неспециалистите могат да открият определен вид епилептичен припадък.
Според университетските изследователи, студенти по медицина и медицински сестри – иначе казано неспециалисти – „могат да слушат мозъчния стетоскоп и надеждно да открият така наречените безшумни припадъци“. При такива неврологични състояния пациентите имат епилептични припадъци без нито една от свързаните с тях физически конвулсии.
Вместо да поставят устройство срещу гърдите на пациента, алгоритъм превежда електрическата активност на мозъка в звуци. Мозъчният стетоскоп може да помогне на техниците да преценят пациента и да определят дали той има тих припадък, твърди Йозеф Парвизи, професор по неврология и неврологични науки в Станфорд.
Акустични сензори, измерващи биоразнообразието
Природата е в беда. Човечеството е отговорно за унищожението на растения, животни и микроби с безпрецедентни темпове. Само един бърз пример – близо 40 процента от основните гръбначни групи (например земноводни и бозайници) са със застрашен статус. Днешната степен на изчезване е близка до тази след гибелта на динозаврите.
За да създаде по-добро бъдеще за всички 11 милиона вида (включително и човешкия), Центърът за глобални звукови пейзажи на университета Пърд провежда проект за изследване на това как хората влияят върху биоразнообразието. За целта учените използват акустични сензори, инструменти за изкуствен интелект и техники за извличане на големи данни.
Използвайки повече от 4 милиона аудио записи от цял свят, учените изучават тенденциите в биологичното разнообразие при условията на изменение на климата и промяна на местообитанията. Записите съдържат смесица от сложни звуци, наречени колективен звуков пейзаж, който включва акустичните сигнатури на геофизичната среда и звуци, издавани от хората. Тези акустични сигнали осигуряват показатели за измерване на климатичната динамика и моделите на човешка дейност, като например използването на енергия.
Положителни тестове
Професор Брайън Пияновски от университета Пърт слуша нощни записи в горите заяви „има „дупки“ – мога да чуя, че ги няма животни, които трябва да са там. Не ги чувам да участват в нощния хор.“ За да идентифицира проблеми и да намери решения, неговият проект е събрал петабайт данни: 4 милиона файла от повече от 600 точки по света. „Опитвам се да проуча всеки основен биом на света. Имам всеки от тях, освен три“, заяви той, докато работи върху оставащите три.
Сред проектите, които са в ход, са още оценка на възстановяването на кораловите рифове от ураганите с помощта на непрекъснати аудио записи в Пуерто Рико, измерване на въздействието на прекомерната паша на добитък в степните екосистеми на Монголия и определяне как стратегиите за управление на плантации за кафе влияят върху биоразнообразието.
В крайна сметка това се свързва със световния глад. Пияновски определя пространство, в което хората биха искали да живеят, казва неговият колегата от Пърд – професор Ричард Грант. Звуковият проект се слива в „устойчивостта на тези видове среди, като същевременно дават храната на света“, казва той.
Звук с картина: Университетът Пърд записва света
Брайън Пияновски, професор от Пърт по екология на пейзажа и звукови пейзажи, и директор на Центъра за открити паркове за глобални звукови пейзажи, е на мисия да запише земята.
Лазерно устройство, което шепне тайни звуци в ухото ви
В списанието на Optical Society – Optics Letters, изследователите от лабораторията Lincoln към MIT съобщават че са използвали два метода, базирани на лазер, за да предата различни тонове, музика и записана реч.
В лабораторния тест изследователите от MIT използват лазер за да предадат звуково съобщение при разговорен обем, без какъвто и да е тип приемно оборудване. „Нашата система може да се използва от известно разстояние, за да излъчва информация директно към нечие ухо“, заяви ръководителят на изследователския екип Чарлз М. Уин пред Optical Society. „Това е първата система, която използва лазери, които са напълно безопасни за очите и кожата, за да локализира звуков сигнал от конкретен човек във всяка обстановка.“ Изследователите планират да демонстрират методите на открито при по-големи разстояния.
Идеята е да се изпращате съобщения до хора в тълпата, без да се налага да биват обявявани през високоговорители. Сред възможните приложения за тази технология са – да позволява комуникацията в шумни пространства, да предупреждава служителите по сигурността за рискови ситуации и да предоставя превод на съответния език на участниците в дадена конференция.
Лични звукови мехури, които замества слушалки
Научната фантастика е осеяна с желанието за контролирани пространства, от „режима на поверителност“, в пилотния епизод на „Вавилон 5“, до конуса на мълчанието в „Get smart“. Сега, както изглежда, учените работят върху действителните виртуални звукови мехурчета, които биха могли да заменят слушалките.
Таеуонг Лий от университета в Олборг създаде изолирани „мехурчета“ звук, които позволяват на много хора да слушат различни песни в една и съща стая, без да си пречат един друг. Това научно достижение му спечели наградата за иновация на фондацията на университета в Северен Ютланд и в момента е в процес на патентоване.
До къде може да се стигне? Звуковите зони могат да позволят на децата да гледат филми на задната седалка на кола, докато родителите слушат радио отпред. Или може да се използва на концерти и фестивали, за да не се смущават съседите.
Да чуем бъдещето
Независимо дали слушаме околния шум или фокусираме честотите извън обхвата на човешкия слух, звуковите вълни могат да променят начина, по който работи светът. Не е ли това една приятна тема за размисъл?
