Um coquetel de cabeças de robôs impressas em 3D

Imagine um coquetel cheio de robôs humanóides impressos em 3D ouvindo e conversando entre si. Essa cena aparentemente de ficção científica é o objetivo do Laboratório de Audição Aumentada da Universidade de Illinois Urbana-Champaign. Cabeças realistas de falar (e ouvir) são cruciais para investigar como os humanos recebem o som e desenvolver a tecnologia de áudio.

A equipe descreverá os simuladores de cabeça humana falantes em sua apresentação, “simuladores acústicos de cabeça impressos em 3D que falam e se movem”, na segunda-feira, 8 de maio, às 12h15, leste dos EUA, na sala Northwestern/Ohio State do Chicago Marriott. Downtown Magnificent Mile Hotel. A palestra faz parte do 184º Encontro da Acoustical Society of America, que acontecerá de 8 a 12 de maio.

Algoritmos usados ​​para melhorar a audição humana devem considerar as propriedades acústicas da cabeça humana. Por exemplo, os aparelhos auditivos ajustam o som recebido em cada ouvido para criar uma experiência auditiva mais realista. Para que o ajuste seja bem-sucedido, um algoritmo deve avaliar de forma realista a diferença entre o tempo de chegada em cada orelha e a amplitude do som.

É importante estudar a escuta humana em ambientes naturais, como coquetéis, onde muitas conversas ocorrem ao mesmo tempo.

“Simular cenários realistas para melhorar a conversa geralmente requer horas de gravação com sujeitos humanos. Todo o processo pode ser exaustivo para os sujeitos, e é extremamente difícil para um sujeito permanecer perfeitamente imóvel entre e durante as gravações, o que afeta as pressões acústicas medidas ”, disse Austin Lu, um estudante membro da equipe. “Os simuladores de cabeçote acústico podem superar ambas as desvantagens. Eles podem ser usados ​​para criar grandes conjuntos de dados com gravação contínua e com garantia de permanecerem imóveis.”

Como os pesquisadores têm controle preciso sobre o sujeito simulado, eles podem ajustar os parâmetros do experimento e até colocar as máquinas em movimento para simular os movimentos do pescoço.

Em uma façanha de design e engenharia, os cabeçotes são impressos em 3D em componentes e montados, permitindo customização a baixo custo. As orelhas altamente detalhadas são equipadas com microfones em diferentes partes para simular a audição humana e os fones de ouvido Bluetooth. O “talkbox”, ou alto-falante semelhante a uma boca, imita de perto os vocais humanos.

Para facilitar o movimento, os pesquisadores deram atenção especial ao pescoço. Como o modelo 3D do design da cabeça é de código aberto, outras equipes podem baixá-lo e modificá-lo conforme necessário. O custo decrescente da impressão 3D significa que há uma barreira relativamente baixa para a fabricação dessas cabeças.

“Nosso projeto de cabeçote acústico é o culminar do trabalho feito por muitos estudantes com formação técnica altamente variada”, disse Manan Mittal, pesquisador graduado da equipe. “Projetos como este se devem a pesquisas interdisciplinares que exigem que engenheiros trabalhem com designers”.

O Laboratório de Audição Aumentada também criou sistemas com rodas e polias para simular a caminhada e movimentos mais complexos, que eles descrevem em seu site.