Ramon

Ramon
Ramon Gallart

diumenge, 19 d’abril del 2020

Sistema que adverteix els vianants quan porten auriculars.

Un sistema de seguretat per als vianants, detecta cotxes propers en funció dels sons que fan.

Com els vianants que porten auriculars poden no comprometre la seva pròpia seguretat? Una solució podria provenir  d’un sistema d’avís de col·lisió d’un vehicle equivalent per a vianants, que té com a objectiu detectar vehicles propers basats exclusivament en el so.

El sistema d’auriculars intel·ligents utilitza algoritmes deep learning per interpretar sons i alertar dels vianants sobre la ubicació de vehicles de fins a 60 metres. El prototip del sistema d'advertència d'àudio per a vianants (PAWS) només pot detectar la ubicació però no la trajectòria propera d'un vehicle, no sap la ubicació o les trajectòries de diversos vehicles. Tot i així, és un primer pas per a una possible ajuda per a la seguretat centrada en els vianants en un moment en què el nombre de vianants morts a les carreteres va crfeixent.

Els vehicles més nous, tenen sensors que poden saber si hi ha vianants, però els vianants normalment no tenen manera de saber si els vehicles estan a prop o en ric d'atropellament.

La idea va  sorgir quan  un nou parell d’auriculars amb cancel·lació de soroll  el qual, provocava als usuaris més distraccions del que és habitual.

Un home porta auriculars i mira una pantalla al seu davant mentre un cotxe passa per un carrer proper.
Font:  Institut d'Enginyeria Elèctrica i Ciència de Dades / Universitat de Columbia
Molts cotxes amb sistemes d’alerta de col·lisió depenen de càmeres visuals, radar o lidar  per detectar objectes propers. Però  un sistema orientat  pels vianants, necessitaria un sensor de baix consum que pogués funcionar més de sis hores amb bateries estàndard. Això va fer decidir buscar entre una gran varietat de micròfons, que són sensors molt barats i de baix consum.

La matriu de quatre micròfons es troba a diferents parts dels auriculars. Però el maquinari principal del sistema d’avís portàtil està dissenyat per adaptar-se a l’interior de l’orella esquerra dels auriculars comercials i obté energia a partir d’una bateria recarregable. Un circuit integrat i personalitzat, estalvia energia només mitjançant les funcions de so més rellevants de l'àudio capturat i la transmissió d'aquesta informació a una aplicació de telèfons intel·ligents que està aparellada.

El telèfon intel·ligent acull els algorismes de deep learning que es van obtenir en format àudio a partir de 60 tipus de vehicles diferents en diversos entorns: un carrer adjacent a un campus universitari i una zona residencial, el costat d’una carretera a i als carrers amb molt transitats d'una gran ciutat.

Tanmateix, confiar només en el so per detectar vehicles ha resultat complicat. Per una banda, el sistema tendeix a centrar-se en localitzar el vehicle que fa un sò més fort, que pot no ser el vehicle més proper al vianant. El sistema també té problemes per localitzar diversos vehicles o, fins i tot, estimar quants vehicles hi són presents.

Un parell d’auriculars descansen sobre una taula amb un audiòfon obert per mostrar els circuits a dins.
Font:  Institut d'Enginyeria Elèctrica i Ciència de Dades / Universitat de Columbia
El maquinari del sistema d'advertència d'àudio per a vianants, es pot encaixar dins de la carcassa d'auriculars comercials.

Tal com està, la capacitat del PAWS per localitzar un vehicle de fins a 60 metres de distància podria proporcionar almenys amb diversos segons d’avís, en fucnió de la velocitat d’un vehicle que s’acosti. Però un sistema d’avís realment útil també seria capaç de fer un seguiment de la trajectòria d’un vehicle proper i només proporcionaria un avís si és realment pot atropellar el vianant. Això pot requerir que els investigadors esbrinin millors maneres de fer un seguiment tant de la ubicació i de la trajectòria dels vianants com de la mateixa informació per als vehicles.

Per exemple, si una persona camina per una vorera d'un carrer, poden passar molts cotxes, però cap cotxe posarà en risc a al persona, per això cal tenir en compte altres informacions per fer més útil aquesta detecció d'atropellament.

Un assortit d’imatges mostra un home que portava auriculars al costat d’un carrer ocupat i un primer pla de la placa de circuit d’un sistema d’avís per a vianants.
Font:  Institut d'Enginyeria Elèctrica i Ciència de Dades / Universitat de Columbia
Per això, es continua treballant sobre la forma en què el sistema utilitzaria sorolls o altres senyals per alertar els usuaris dels auriculars. Es  planeja realitzar experiments per veure  com  l’avís d’atenció pot   funcionar millor. Les proves s'estan orientant en proporcionar una alerta d’un costat d’un auricular estèreo o, possiblement, simular els sons d’avís 3D per proporcionar informació més rellevant especialment .

Més enllà dels vianants habituals, també els agents de la policia que gestionen el tràfic en una carretera transitada o,  els treballadors de la construcció que duen protecció a les orelles també podrien beneficiar-se d'aquesta tecnologia. El projecte PAWS ja ha rebut 1,2 M US$ per part de la National Science Foundation , i l’equip té l'objectiu d’entregar una versió més refinada de la tecnologia a una empresa per comercialitzar-la.

Font: IEEE Spectrum