Os carros modernos já apresentam uma variedade de sistemas sofisticados, como estacionamento com controle remoto, aviso automático de saída de faixa e reconhecimento de sonolência. No futuro, os carros autônomos também terão recursos auditivos. Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Mídia Digital IDMT em Oldenburg, Alemanha, já desenvolveram um sistema de protótipo capaz de reconhecer ruídos externos, como sirenes.

Os carros modernos são equipados com uma série de sistemas avançados de assistência ao motorista, projetados para reduzir a carga ao volante. Recursos como estacionamento automático e monitoramento de ponto cego empregam câmeras e tecnologia de radar e lidar para detectar obstáculos nas imediações do veículo. Em outras palavras, eles fornecem veículos com um sentido de visão rudimentar. Os carros ainda precisam ser dotados de sentido de audição. No futuro, Contudo, sistemas que podem capturar e identificar ruídos externos são definidos para desempenhar um papel fundamental - junto com radar inteligente e sensores de câmera - ao colocar os carros autônomos na estrada. Pesquisadores da Fraunhofer IDMT em Oldenburg estão agora desenvolvendo sistemas baseados em IA que podem reconhecer eventos acústicos individuais. Isso dará aos veículos capacidade auditiva.

"Apesar do enorme potencial de tais aplicações, nenhum veículo autônomo ainda foi equipado com um sistema capaz de perceber ruídos externos, "diz Danilo Hollosi, chefe do grupo de reconhecimento de eventos acústicos na Fraunhofer IDMT em Oldenburg. "Esses sistemas seriam capazes de reconhecer imediatamente a sirene de um veículo de emergência se aproximando, por exemplo, de modo que o veículo autônomo saberia se mover para um lado da rodovia e formar uma via de acesso para os serviços de resgate. "Existem vários outros cenários em que um sistema acústico de alerta precoce pode desempenhar um papel vital - quando um sistema autônomo veículo está se transformando em uma área de pedestres ou estrada residencial onde crianças estão brincando, por exemplo, ou para reconhecer defeitos ou situações perigosas, como um prego em um pneu. Além disso, tais sistemas também podem ser usados ​​para monitorar o estado do veículo ou mesmo funcionar como um telefone de emergência equipado com tecnologia de reconhecimento de voz.

Análise de ruído com algoritmos baseados em IA

O desenvolvimento de um veículo com capacidade auditiva apresenta vários desafios. Aqui, Contudo, O Fraunhofer IDMT pode contar com experiência em projetos específicos no campo da engenharia automotiva, bem como uma vasta experiência interdisciplinar. As principais áreas de investigação incluem a captura de sinal com base no posicionamento ideal do sensor, bem como o pré-processamento do sinal, realce de sinal e supressão de ruído de fundo. O sistema é primeiro treinado para reconhecer a assinatura acústica de cada evento sonoro relevante. Isso é feito por métodos de aprendizado de máquina que usam bibliotecas acústicas compiladas por Fraunhofer IDMT. Além disso, Fraunhofer IDMT escreveu seus próprios algoritmos de beamforming. Isso permite que o sistema localize dinamicamente fontes de som em movimento, como a sirene de um veículo de emergência se aproximando. O resultado é uma plataforma de sensor inteligente capaz de reconhecer sons específicos. Fraunhofer também escreveu seus próprios algoritmos baseados em IA. Eles são usados ​​para distinguir o ruído específico que o sistema foi projetado para identificar de outros, ruídos de fundo. "Usamos aprendizado de máquina, "Hollosi explica." E para treinar os algoritmos, usamos uma ampla gama de ruídos arquivados. "Fraunhofer e parceiros da indústria já criaram os protótipos iniciais. Eles devem atingir a maturidade do mercado em meados da próxima década.

O sistema de sensor acústico compreende microfones, uma unidade de controle e software. Os microfones, instalado em um invólucro de proteção, são montados na parte externa do veículo, onde eles capturam o ruído do ar. Os sensores transmitem esses dados de áudio para uma unidade de controle especial que os converte nos metadados relevantes. Em muitas outras áreas de uso, como aplicativos de segurança, a indústria de cuidados e produtos de consumo - os dados brutos de áudio são convertidos diretamente em metadados por sensores inteligentes.

Versões modificadas deste processo baseado em computador para identificar eventos acústicos podem ser usadas em outros setores e mercados. Essas aplicações incluem controle de qualidade na fabricação industrial. Nesse caso, sensores acústicos inteligentes alimentados por bateria são usados ​​para processar sinais de áudio de fábricas e máquinas. Essas informações são enviadas sem fio para um processador. Nesta base, é possível determinar a condição da planta de produção e prevenir qualquer dano iminente. Outras aplicações incluem sistemas de reconhecimento automático de voz para permitir a documentação mãos-livres por técnicos que conduzem, por exemplo, manutenção da turbina.