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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”, em 8 de maio. 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 têm a 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 formações técnicas altamente variadas”, 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.
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