Сокращенный текст 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике" (фрагмент)

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Туристу под видом попугая продали сову. Через полгода приятель спрашивает его:

- Ну, как твой попугай? Научился говорить?

- Еще нет. Но ты бы видел, как внимательно он слушает!

Голову совы венчают две покрытые перьями кисточки. Перья напоминают уши, но только напоминают: в действительности ушей не видно. А если бы было видно, многие удивились бы: уши совы не только разные по размеру, они отличаются по форме и расположению на голове. Тем не менее, именно эти уши позволяют ей охотиться в полной темноте, ориентируясь только по звукам: сова способна слышать передвижения мыши на расстоянии 800 м. Правое ухо совы находится ниже и направлено вверх, чтобы она могла слышать звуки сверху. Левое ухо совы находится выше и направлено вниз, чтобы улавливать звуки снизу. Такое расположение ушей помогает сове пеленговать звуки, определяя место расположения источника звука с большой точностью. Это природное явление составляет суть звукового эффекта, известного любителям музыки под названием sorround sound («звук вокруг»). Что же касается вышеупомянутых кисточек, они хотя и не улучшают слух, но указывают, какое у совы настроение, когда они вытянуты, либо приглажены.

Акустическую пеленгацию и локализацию объектов, являющихся источниками звука пытаются осуществлять и мобильные роботы.Один из таких роботов, имеющий два слуховых сенсора (микрофона), обеспечивающих дальность работы 5-10 м, точность акустического пеленга 1-10°, рабочий частотный диапазон 200-2000 Гц. Обратим внимание на этот, последний параметр – частотный диапазон. Можно привести пример микрофона с аналогичным частотным диапазоном для создания подобных роботов. Это малогабаритный микрофон МКЭ-389-1Р, обладающий следующими характеристиками:

- диапазон рабочих частот, Гц – 150-7000;

- парафоническая чувствительность на частоте 1000 Гц при напряжении питания 3В, мВ/Па – 5-15;

- неравномерность частотной характеристики парафонической чувствительности в диапазоне 315-4000 Гц, не более, дБ – 8;

- коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц при звуковом давлении 3 Па, не более – 0,7;

- размеры, мм – Ø 8,5 × 6,5 (без учета выводов), Ø 8,5 × 12,0 (с выводами);

- напряжение питания, В – 1,5-6,0;

- рабочая температура, °С – от –50 до +55;

- масса, не более, г – 2,0.

Несложная схема звукового реле по книге Окудзава Сейкити «Радиолюбительские конструкции на транзисторах»). В данном устройстве исполнительным элементом является дверной звонок, срабатывающий от голоса. Воспринимаемые микрофоном звуковые колебания усиливаются транзистором Т1 и поступают на транзистор Т2. Поскольку в дежурном режиме напряжение смещения на базу Т2 не подаётся, ток базы в этом режиме через него не проходит. В цепи базы ток начинает идти лишь после того, как к неё будет приложен сигнал звуковой частоты с трансформатора Тр2, напоминающий по форме выпрямленный (или продетектированный) сигнал. Ток в цепи коллектора Т2 имеет ту же форму, что и ток в цепи его базы, но в несколько десятков раз большую амплитуду. Поскольку эмиттер транзистора Т2 соединён с базой транзистора Т3, этот ток проходит также через базу Т3 и усиливается им еще в несколько раз. В цепь коллектора Т3 включено реле, которое срабатывает под действием проходящего через него тока и включает звонок. Конденсаторы, подключенные между эмиттером и базой транзистора Т3 и параллельно обмотке реле, предназначены для того, чтобы через реле проходил только постоянный ток. Сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора Тр1 должны быть равны, соответственно, 8 Ом и 1 кОм, а трансформатора Тр2, соответственно, 10 кОм и 5 кОм. Транзисторы Т1 и Т2 - типов МП39-МП42. Транзистор Т3 – П214В. Реле имеет сопротивление обмотки 635 Ом и рабочий ток 12 мА. Если все соединения выполнены правильно, то в ответ на любой произнесённый в микрофон звук реле должно срабатывать и приводить в действие звонок. В режиме разговора миллиамперметр, включенный в разрыв обмотки реле, должен показывать ток не менее 10 мА. Если прибор покажет меньший ток, нужно немного уменьшить сопротивление резистора в цепи коллектора Т2. Однако нам при конструировании робота-зверя могут понадобиться и другие частотные диапазоны: как для восприятия инфразвука, так и для идентификации птичьего пения. Помните, выше мы рассматривали методики предсказания погоды путём анализа поведения животных, и там значительное место отводилось распознаванию пения птиц – практически, музыке. Такое ПО есть, и мы рассказывали о нём в журнале «Радиолюбитель» № 7-8 за 2004 г. Процесс идентификации музыкальных произведений на основе хранящихся в памяти компьютера эталонов (метод сравнения). В данном случае главное, что разработан алгоритм распознавания, а эталоны можно подготовить на очень широкий набор звуков. В том числе, на голос хозяина и членов семьи, чтобы киберпёс отличал их от чужаков.

Что касается инфразвукового диапазона, то работать в нём способен прибор «ШИ-01В». Это универсальный прибор (интегрирующий шумомер – анализатор спектра – виброметр) I класса точности для измерения параметров шума, инфразвука и вибрации. Соответственно, в комплект поставки прибора входят микрофон с предусилителем и вибропреобразователь с адаптером. Технические характеристики прибора в режиме шумомера:

- диапазон измерений уровней звука, дБ – 20-140;

- диапазон частот, Гц – 2-20000;

- частотные характеристики – A, C, Lin;

- октавный и третьоктавный спектральный анализ;

- эквивалентный и текущие (F, S, I) уровни звука и звукового давления;

- максимальные и минимальные значения за время измерения.

В режиме виброметра:

- диапазон измерений уровней виброускорения, дБ – 70-180;

- диапазон частот, Гц – 0,8-1400;

- частотная характеристика – Lin;

- октавный и третьоктавный спектральный анализ;

- эквивалентный и текущие уровни виброускорения;

- корректированные Wh, Wd и Wk уровни;

- максимальные и минимальные значения за время измерения.