اطلاعات بیشتر:
هاری ویشنو و همکاران، یک سونار فشرده با الهام از دلفین برای تصویربرداری صوتی زیر آب، مهندسی ارتباطات (2022). DOI: 10.1038/s44172-022-00010-x
سونار فشرده الهام گرفته از دلفین برای تصویربرداری صوتی زیر آب
دانشمندان مشاهده کردند که دلفین ها می توانند اشیاء زیر آب را به صورت صوتی اسکن کنند و اشیاء مشابه را به صورت بصری انتخاب کنند. این نشان داد که انعکاس صدای دلفین که از یک شی ساطع می شود حاوی اطلاعاتی از شکل جسم است. آنها سپس انعکاس دلفین‌ها را که هنگام اسکن یک شی در زیر آب منتشر می‌شد، ضبط کردند.
پردازش با آگاهی از پراکندگی، تجسم داده‌های بیومیمتیک-سونار واضح‌تر (تصاویر e و f) نسبت به روش‌های پردازش تصویر معمولی (تصاویر c و d) تولید می‌کند. اشیاء اصلی را می توان در a و b مشاهده کرد. اعتبار: دانشگاه ملی سنگاپور
سونار اطلاعاتی در مورد پراکندگی اجسام دارد که به تفسیر بهتر اکوهای صدا کمک می کند. این روش پردازش مبتنی بر این فرضیه است که دلفین ها از اطلاعات قبلی در مورد محیط خود، جدا از پالس های صوتی باند پهن، برای تفسیر پژواک خود استفاده می کنند.
“استفاده از اطلاعات قبلی، مانند ایده پراکندگی، شهودی است. این کاری است که انسان ها همیشه انجام می دهند – ما درک خود از واقعیت را به انتظاراتی تبدیل می کنیم که می تواند استنتاج و تصمیم گیری ما را تسریع کند. به عنوان مثال، در غیاب اطلاعات دیگر. دکتر هاری ویشنو، پژوهشگر ارشد در NUS TMSI می گوید، مغز و سیستم بینایی انسان تمایل دارند تصور کنند که در یک تصویر، نور روی یک جسم از بالا می افتد.
سونارهای تصویربرداری زیر آب یک فناوری ضروری برای اکتشاف اقیانوس هستند. سونارهای بیومیمتیک که از پستانداران دریایی مانند دلفین ها الهام گرفته شده اند، یک پیشرفت در حال ظهور در این زمینه هستند. تیمی از دانشمندان مؤسسه علوم دریایی گرمسیری دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) یک سونار فشرده با الهام از دلفین ها با روش پردازش اکو جدید ساخته اند که امکان تصویربرداری بصری واضح تری را در زیر آب در مقایسه با روش پردازش سیگنال مرسوم تجسم می دهد. صدا پژواک می کند
در مقایسه با سایر سونارها با اندازه و اهداف مشابه، سونار توسعه یافته توسط تیم NUS، تبادل بهتری بین وضوح تصویر سونار، تعداد سنسورها و اندازه آرایه حسگر مورد استفاده ارائه می‌دهد. روش‌های مرسوم پردازش پژواک صدا معمولاً زمانی که حسگرها خیلی کم یا پخش می‌شوند، خراب می‌شوند. با این حال، روش پردازش سونار توسعه یافته توسط محققان NUS قادر به استخراج اطلاعات و وضوح تصویر در چنین سناریویی خواهد بود.
سونار جمع و جور شامل سه فرستنده صدا است که صداهای ضربه ای تیز و تکانشی شبیه به پژواک دلفین منتشر می کنند. اعتبار: دانشگاه ملی سنگاپور
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
اثربخشی این نرم افزار زمانی نشان داده شد که توانست اطلاعات پژواک های سونار دلفین ها را هنگام اسکن یک شی و همچنین سیگنال های سونار تولید شده توسط سونار فشرده آنها را تجسم کند. یک رویکرد مرسوم پردازش هر دو پژواک سونار منجر به تصاویر پر سر و صدا شد. با این حال، رویکرد پردازش جدید وضوح بهتر و در نتیجه تصاویر واضح‌تری ارائه می‌دهد. این نرم افزار همچنین قادر است تنها با سه کلیک از سونار تصاویری را ایجاد کند، بنابراین به آن اجازه می دهد تا از نظر عملیاتی سریع باشد.
این مطالعه در منتشر شد مهندسی ارتباطات در سال 2022
تعبیر سونار الهام گرفته از دلفین
روش جدید پردازش سونار می تواند مزایای بالقوه ای در سونارهای تجاری یا نظامی زیر آب داشته باشد. برای مثال، می‌توان از آن برای اسکن بستر دریا برای جستجوی ویژگی‌هایی استفاده کرد که می‌توانند برای کمک به ناوبری استفاده شوند. فشردگی سونار همچنین آن را برای نصب روی روبات های زیر آب برای اکتشاف اقیانوس مناسب می کند.
برای تکمیل سخت‌افزار، تیم یک نرم‌افزار نوآورانه ارائه کرد که به سونار اجازه می‌داد تجسم پژواک‌ها را بهبود بخشد. بر اساس این فرضیه که دلفین ها از اطلاعات قبلی برای پردازش پژواک خود استفاده می کنند، محققان مفهوم پراکندگی را در نرم افزار سونار گنجانده اند. این فرض می کند که خارج از فضای اسکن شده، تنها درصد کمی توسط جسم اشغال شده است.