
الضوء يصغي للصوت!.. ابتكار ميكروفون بصري يلتقط الكلام من اهتزازات أشياء يومية
وفي إنجاز علمي يجمع بين البصريات والصوتيات، طوّر فريق من معهد بكين للتكنولوجيا نظاما جديدا يستطيع 'الاستماع' إلى الأصوات من خلال تتبّع الاهتزازات الدقيقة التي تحدثها على أسطح مختلفة، مثل الورق أو أوراق الشجر أو الأكواب البلاستيكية، دون أن يعتمد على أي ميكروفون تقليدي.
ويعمل النظام عبر تسليط الضوء على الجسم المطلوب، ثم قياس التغيرات الطفيفة في شدة الانعكاس الناتجة عن الاهتزازات الصوتية. وباستخدام خوارزميات ذكية، تُحوّل هذه التغيرات إلى إشارات صوتية يمكن سماعها بوضوح.
وعلى عكس الميكروفونات البصرية التقليدية التي تطلبت كاميرات فائقة السرعة أو ليزرات باهظة، يعتمد هذا النموذج الجديد على تقنية تعرف بالتصوير أحادي البكسل، وهي بسيطة وفعالة من حيث التكلفة، ويمكن دمجها بسهولة في أجهزة مثل الهواتف الذكية والطائرات دون طيار وأدوات المراقبة.
وقال الباحث الرئيسي شو ري ياو: 'تبسّط طريقتنا بشكل كبير عملية التقاط الصوت باستخدام الضوء، ما يفتح الباب لتطبيقات جديدة في بيئات لا تعمل فيها الميكروفونات التقليدية، مثل الحديث عبر الزجاج أو التقاط الأصوات من خلف الحواجز'.
وأضاف ياو أن النظام تمكّن من إعادة بناء الصوت من عدة أسطح، مثل ورقة شجر ترفرف في الهواء، أو بطاقة ورقية تهتز بفعل الموسيقى، حتى في ظروف الإضاءة العادية.
ويمتاز النظام بمرونته الكبيرة وقدرته على العمل دون الحاجة إلى معدات باهظة أو معقدة، ما يفتح المجال لاستخدامه في مجالات متعددة، مثل البحث والإنقاذ أو مراقبة الأجهزة، أو حتى المجالات الطبية التي تتطلب مراقبة دقيقة لحركات الجسم دون لمس.
لكن هذا التقدم يثير في الوقت نفسه تساؤلات أخلاقية، إذ يمكن من الناحية التقنية استخدام النظام لالتقاط المحادثات عن بُعد، دون الحاجة إلى أجهزة تنصت أو ميكروفونات ظاهرة.
وقد سبق أن أظهر باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT عام 2014 أن الاهتزازات الطفيفة على كيس رقائق بطاطا يمكن أن تكشف عن كلام واضح، وتبعت ذلك تقنيات اعتمدت على اهتزازات المصابيح أو الانعكاسات، لكنها تطلبت معدات ثقيلة. أما هذا النموذج الجديد، فيُبسط تلك المبادئ باستخدام أدوات بسيطة وقابلة للنشر على نطاق واسع.
ويشدّد الفريق على أن هدفهم هو تحسين تقنيات الاستشعار في البيئات المعقدة، وليس استخدامها لأغراض تجسسية. ويخطط الباحثون حاليا لتحسين حساسية النظام وتجريبه في مواقف واقعية، بما في ذلك في المجالات الطبية لمراقبة التنفس أو نبضات القلب دون تلامس مباشر.
نشرت نتائج الدراسة في مجلة Optics Express العلمية الصادرة عن مجموعة Optica.
هاشتاغز

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة

أخبار السياحة
منذ 3 ساعات
- أخبار السياحة
لأول مرة في العالم.. روبوت يلتحق ببرنامج دراسات عليا في جامعة صينية
أفادت صحيفة South China Morning Post أنه في المؤتمر الدولي للذكاء الاصطناعي (شنغهاي، الصين)، قبل روبوت في جامعة لأول مرة في العالم، وسيمنح بطاقة طالب ويرسل إلى الفصول الدراسية، حسبما أفادت روسيا اليوم. وتشير صحيفة South China Morning Post إلى أن الروبوت Xueba 01 التحق ببرنامج الدراسات العليا لنيل درجة الدكتوراه في الدراما والدراسات السينمائية، حيث سيتخصص في دراسة الأوبرا والثقافة الصينية. ومن المتوقع أن يكتب أطروحته العلمية بعد إتمام البرنامج الدراسي. ويأمل المبتكرون أن يظهر 'الروبوت الطالب' التزاما كاملا بالحضور وألا يتغيب عن أي محاضرة، وأن يحرص على تدوين الملاحظات بدقة، لا سيما وأن اسمه يترجم من الصينية إلى 'طالب امتياز'. وبحسب البروفيسورة يانغ، صرّح الروبوت قائلا: 'إذا لم أحصل على تعليم عال، فسأُهدى إلى المتحف لأصبح أحد معروضاته. وهذا أمر رائع، لأنني سأصبح جزءا من تاريخ الفن'. ولا يختلف مظهر الروبوت، الذي طورته شركة DroidUp Robotics بالتعاون مع جامعة شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا، كثيرا عن زملائه من البشر، إذ يبلغ طوله 175 سنتيمترا، ووزنه 30 كيلوغراما، ويبدو أشبه بإنسان عادي. كما يتمتع بقدرة على التفاعل مع الآخرين والتعبير عن مشاعره، ليس فقط من خلال الكلام، بل أيضا عبر تغيرات في تعابير وجهه، وذلك بفضل طبقة من السيليكون الخاص تغطي وجهه.

أخبار السياحة
منذ يوم واحد
- أخبار السياحة
دراسة تحدد علامات واضحة تدل على الاعتلال النفسي
كشف فريق من أطباء الأعصاب في الصين أن بعض الأدمغة مهيأة لإظهار سلوكيات سيكوباتية (اعتلال نفسي)، مثل العدوانية وكسر القواعد، بغض النظر عن عوامل التنشئة. وركزت الدراسة، الأولى من نوعها، على العلاقة بين بنية الدماغ والاعتلال النفسي — وهو اضطراب نفسي قابل للتشخيص — وكيف تؤثر هذه العلاقة على السلوك في الحياة الواقعية. وحلل الباحثون مسوحات دماغية لـ 82 شخصا أبلغوا عن وجود سمات سيكوباتية، دون تشخيص رسمي بالاعتلال النفسي. ووجدوا أن الأفراد الذين يمتلكون ميولا أقوى نحو العدوانية والاندفاعية وقلة التعاطف، أظهروا اختلافات في الاتصال الهيكلي للدماغ مقارنة بمن لديهم سمات أخف. وترتبط هذه السمات بسلوكيات خطيرة مثل تعاطي المخدرات والعنف. وتظهر الدراسة أن أدمغة هؤلاء الأشخاص تحتوي على مسارات عصبية نشطة جدا في بعض المناطق وضعيفة في أخرى، ما يفسر السلوكيات الضارة أو المزعجة التي قد تظهر لديهم. واستخدم الباحثون في الدراسة بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي، مأخوذة من قاعدة بيانات لايبزيغ في ألمانيا، إلى جانب استبيانات تقيس سمات النرجسية والتلاعب ونقص التعاطف، وسلوكيات مثل العدوانية ومخالفة القواعد. وأظهرت النتائج وجود رابطين هيكليين رئيسيين في الدماغ مرتبطين بالسلوكيات الاندفاعية والمعادية للمجتمع. وفي الشبكة الإيجابية، تزداد قوة الترابط في مناطق الدماغ المسؤولة عن صنع القرار والعاطفة والانتباه، ما قد يفسر ضعف الخوف وقلة التعاطف لدى المصابين. أما في الشبكة السلبية، فضعف الروابط في مناطق ضبط النفس والتركيز قد يفسر ميل هؤلاء الأشخاص إلى التركيز على أهدافهم الأنانية مع تجاهل تأثير أفعالهم على الآخرين. كما كشفت الدراسة وجود روابط غير طبيعية بين مناطق اللغة وفهم الكلمات، ما قد يفسر مهارات التلاعب لديهم، حيث يُستخدم التواصل بشكل استراتيجي. وأظهر فريق البحث أيضا ارتباطا بين مناطق الدماغ المرتبطة بالسعي وراء المكافأة واتخاذ القرار، ما يوضح سبب سعي المصابين نحو الإشباع الفوري حتى لو كان ذلك مضرا للآخرين. وقال الدكتور جليل محمد، الطبيب النفسي في المملكة المتحدة: 'لا يكترث المصابون بالاعتلال النفسي بمشاعر الآخرين، وإذا أخبرتهم بمشاعرك تجاه موقف ما، سيبينون بوضوح أنهم لا يهتمون على الإطلاق'. نُشرت النتائج في المجلة الأوروبية لعلوم الأعصاب. المصدر: ديلي ميل

أخبار السياحة
منذ 4 أيام
- أخبار السياحة
الضوء يصغي للصوت!.. ابتكار ميكروفون بصري يلتقط الكلام من اهتزازات أشياء يومية
ابتكر باحثون صينيون ميكروفونا بصريا يلتقط الصوت باستخدام الضوء بدلا من الهواء، ما يمهد الطريق لتقنيات استشعار ثورية تتجاوز حدود الميكروفونات التقليدية. وفي إنجاز علمي يجمع بين البصريات والصوتيات، طوّر فريق من معهد بكين للتكنولوجيا نظاما جديدا يستطيع 'الاستماع' إلى الأصوات من خلال تتبّع الاهتزازات الدقيقة التي تحدثها على أسطح مختلفة، مثل الورق أو أوراق الشجر أو الأكواب البلاستيكية، دون أن يعتمد على أي ميكروفون تقليدي. ويعمل النظام عبر تسليط الضوء على الجسم المطلوب، ثم قياس التغيرات الطفيفة في شدة الانعكاس الناتجة عن الاهتزازات الصوتية. وباستخدام خوارزميات ذكية، تُحوّل هذه التغيرات إلى إشارات صوتية يمكن سماعها بوضوح. وعلى عكس الميكروفونات البصرية التقليدية التي تطلبت كاميرات فائقة السرعة أو ليزرات باهظة، يعتمد هذا النموذج الجديد على تقنية تعرف بالتصوير أحادي البكسل، وهي بسيطة وفعالة من حيث التكلفة، ويمكن دمجها بسهولة في أجهزة مثل الهواتف الذكية والطائرات دون طيار وأدوات المراقبة. وقال الباحث الرئيسي شو ري ياو: 'تبسّط طريقتنا بشكل كبير عملية التقاط الصوت باستخدام الضوء، ما يفتح الباب لتطبيقات جديدة في بيئات لا تعمل فيها الميكروفونات التقليدية، مثل الحديث عبر الزجاج أو التقاط الأصوات من خلف الحواجز'. وأضاف ياو أن النظام تمكّن من إعادة بناء الصوت من عدة أسطح، مثل ورقة شجر ترفرف في الهواء، أو بطاقة ورقية تهتز بفعل الموسيقى، حتى في ظروف الإضاءة العادية. ويمتاز النظام بمرونته الكبيرة وقدرته على العمل دون الحاجة إلى معدات باهظة أو معقدة، ما يفتح المجال لاستخدامه في مجالات متعددة، مثل البحث والإنقاذ أو مراقبة الأجهزة، أو حتى المجالات الطبية التي تتطلب مراقبة دقيقة لحركات الجسم دون لمس. لكن هذا التقدم يثير في الوقت نفسه تساؤلات أخلاقية، إذ يمكن من الناحية التقنية استخدام النظام لالتقاط المحادثات عن بُعد، دون الحاجة إلى أجهزة تنصت أو ميكروفونات ظاهرة. وقد سبق أن أظهر باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT عام 2014 أن الاهتزازات الطفيفة على كيس رقائق بطاطا يمكن أن تكشف عن كلام واضح، وتبعت ذلك تقنيات اعتمدت على اهتزازات المصابيح أو الانعكاسات، لكنها تطلبت معدات ثقيلة. أما هذا النموذج الجديد، فيُبسط تلك المبادئ باستخدام أدوات بسيطة وقابلة للنشر على نطاق واسع. ويشدّد الفريق على أن هدفهم هو تحسين تقنيات الاستشعار في البيئات المعقدة، وليس استخدامها لأغراض تجسسية. ويخطط الباحثون حاليا لتحسين حساسية النظام وتجريبه في مواقف واقعية، بما في ذلك في المجالات الطبية لمراقبة التنفس أو نبضات القلب دون تلامس مباشر. نشرت نتائج الدراسة في مجلة Optics Express العلمية الصادرة عن مجموعة Optica.