你一定有过这样的经历,在一个很吵很吵的地方,比如在鸡尾酒会上,虽然周围很吵,吵到连电话铃响都听不到。但是,突然有人叫你的名字,即使声音不 大,你也还是会注意到,这就是著名的“鸡尾酒会效应”。但是,机器人和无人驾驶汽车却很难拥有人类的这种“鸡尾酒会效应”,这也是严重影响用户体验的声学 难题,那么有什么办法解决这个问题呢?今天,我们来看看蝙蝠中的“鸡尾酒会效应”,从中或许可以得到一些新的启发。
众 所周知,蝙蝠是利用回声定位的原理进行躲避障碍物和捕食的。蝙蝠在飞行过程中会发射一系列超声波,超声波遇到障碍后会被反射回来,蝙蝠通过感知反射信号到 达两耳的时间差来判断障碍物的方向,通过感知反射信号的强度来判断障碍物的距离。蝙蝠发出的超声信号一般是在110kHz的一个扫频信号,通过感知不同频 率信号的衰减程度,就可以辨别障碍物的材质,进而可以判断障碍物是否为捕食对象。
然而,蝙蝠又是一种群居动物。通常,它们都是聚集在一起飞行捕食,那么问题来了,蝙蝠中的“鸡尾酒会效应”,就是说它们是怎么区分听到的反射信号是自己发出的,还是其他蝙蝠发出的呢?
科学家以前的解释是:当有多个蝙蝠一起飞行时,蝙蝠会自动调节自己发出超声的频率范围,来尽可能避免与其他蝙蝠所发出的超声频率重合。然而,最近英国皇家学会报告杂志上的一篇文章,给出了一个不同的答案。
科 学家们为此进行了特别的实验,他们在房间中布置了多个喇叭,每个喇叭播放事先录制的不同的蝙蝠叫声,用来模拟有许多蝙蝠在飞行的场景。并且,研发了一种微 型麦克风绑在蝙蝠的后背上,用来实时采集蝙蝠发出的叫声以及所接收到的回声。做好准备后,让蝙蝠在房间中飞行,收集实验数据,进行分析。
结果发现:蝙蝠并没有改变发出的超声频率,而是通过叫声变大,持续时间变长,叫的频率增多来解决该难题的。举一个例子,在喇叭静音时,蝙蝠每100ms发出’ah’。但是,当喇叭打开时,它每50ms就叫一声,并且变为’ahhhhhhh’。
曾 经,蝙蝠独特的回声定位机制给军用和民用雷达系统带来新的思路。现在,又告诉我们:要提高雷达的定位精度,提高信噪比才是最根本的。蝙蝠叫声变大,相当于 提高了信号的能量;而叫声持续时间变长和叫声频率增多,则是增加了信号的样本点数。在噪声不相关的情况下,经过简单的平均就可以降低噪声的影响。这一点, 将会为机器人和无人驾驶汽车带来了新的启发。
现 在,无人驾驶汽车持续火热,Google,百度以及众多汽车厂商都在进行研发,并在该领域取得了较大的进展。车辆无人驾驶需要解决的首要问题就是躲避障碍 物,因此每辆车上都会装有雷达定位系统。然而,高速公路上有那么多的车辆,如何避免信号干扰是目前的一个难题。这个难题与蝙蝠遇到的难题是一致的,现在我 们可以借鉴蝙蝠的做法,将他们的编码系统用于车辆雷达定位装置中,这可能又会推进无人驾驶汽车技术向前一步。
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回来,蝙蝠通过感知反射信号到 达两耳的时间差来判断障碍物的方向,通过感知反射信号的强度来判断障碍物的距离。蝙蝠发出的超声信号一般是在110kHz的一个扫频信号,通过感知不同频
现 在,无人驾驶汽车持续火热,Google,百度以及众多汽车厂商都在进行研发,并在该领域取得了较大的进展。车辆无人驾驶需要解决的首要问题就是躲避障碍 物,因此每辆车上都会装有雷达定位系统。然而,高速公路上有那么多的车辆,如何避免信号干扰是目前
来了,蝙蝠中的“鸡尾酒会效应”,就是说它们是怎么区分听到的反射信号是自己发出的,还是其他蝙蝠发出的呢? 科学家以前的解释是:当有多个蝙蝠一起飞行时,蝙蝠会自动调节
,那么问题来了,蝙蝠中的“鸡尾酒会效应”,就是说它们是怎么区分听到的反射信号是自己发出的,还是其他蝙蝠发出的呢? 科学家以前的解释是:当有多个蝙蝠一起飞行时,蝙蝠会自动调节自己发出超声的频率范围,来尽可能避免与其他蝙蝠所发出的超声频率重合。然而,最近英国皇家学会报告杂志上