سردار علی یارکریمی: شش مرحله از نحوی پیدا کردن یک صدای خاص توسط پهپاد

شش مرحله ازنحوی پیدا کردن «یک صدای خاص» توسط پهپاد
علیرضا نیاکان – پایگاه خبری احوال نیوز گفتگو باسردارعلی یارکریمی چگونه با ترکیب صدا وتصویر سوژه ها را پیدا می کنیم؟ چگونه یک فرد را در میان میلیون‌ها نفر شناسایی و پیدا می‌کنند؟
بازماندگان و نزدیکان برخی از افرادی که هدف ترور دشمن قرار گرفتند، یک نکته را تکرار می‌کنند:
آنها هرگز از گوشی هوشمند استفاده نمی‌کردند.واطرافیان آنها از فیلترهای امنیتی متعددی عبور کردند. هیچ سیگنال دیجیتالی آنها را لو نداد. پس چگونه شناسایی شدند؟
پاسخ این سوالات را در فناوری‌ باید جست که نه به گوشی نیاز دارد، نه به اینترنت، نه به ماهواره.
تنها چیزی که برای لو دادن موقعیت یک فرد یا سوژه نیاز است، صدای خود اوست.
پیش از هر موضوعی، بیایید با دو مثال ساده، تفاوت «زوم تصویر» و «زوم صدا» را درک کنیم:
زوم اپتیکال (همان زوم دوربین‌ها): دقیقاً مثل یک ذره‌بین است. شما یک قسمت از تصویر را بزرگ‌تر می‌بینید، اما بقیه تصویر همان‌طور که هست، باقی می‌ماند.
زوم صدا: نیز همانند زوم دوربین است فرض کنید در یک ورزشگاه شلوغ نشسته‌اید و می‌خواهید حرف کسی را که در آن طرف ورزشگاه ایستاده، را بشنوید. زوم صدا مثل یک «دوربین شکاری مخصوص صدا» عمل می‌کند. شما آن را به سمت آن شخص می‌گیرید؛ ناگهان صدای همه تماشاگران محو می‌شود و فقط صدای آن فرد، واضح و رسا به گوش شما می‌رسد.
نکته مهم: هر دو فناوری زوم صدا و زوم تصویر امروز واقعی هستند و مدام هم پیشرفته‌تر می‌شوند.

مزایای ردیابی تصویری نسبت به صوتی
نیاز نداشتن به همکاری هدف (صحبت کردن)
برد بسیار بیشتر (چند کیلومتر در برابر چندصد متر)
تعداد امکانات مورد نیاز کمتر (پهباد و وسیله آشکار کننده)
دقت مکان‌یابی سانتی‌متری (در برابر دقت ده‌ها متری)
عملکرد در شب و شرایط بد جوی با دوربین حرارتی و دیددرشب .
آشنایی با ابزارهای کلیدی مرتبط با (فناوری زوم صدا) برای دستیابی و عملیاتی کردن پهباد ویا وسیله تحت کنترل جهت بهره‌برداری از هدف ؛
۱. تلسکوپ صوتی ؛ عملکرد آن شبیه به یک آنتن ماهواره ای میباشد؛ وبا استفاده از یک بشقاب (دیش) بزرگ، امواج
صوتی را از راه دور جمع‌آوری و تقویت می‌کند. این کار باعث می‌شود صدای هدف، حتی از فاصله دور، به صورت
واضح شنیده شود. کاربرد این دستگاه شنود صدای از فواصل دور است.
۲. میکروفون لیزری؛ عملکرد این ابزار یک روش شنوداز راه دور بدون نیاز به نزدیک شدن است. یک پرتو لیزر نامرئی به سمت یک سطح (مانند شیشه پنجره) فرستاده می‌شود. صداهایی که در محیط ایجاد می‌شوند، باعث لرزش جزئی آن سطح می‌گردند. میکروفون لیزری این لرزش‌ها را تحلیل کرده و آن‌ها را به صدای قابل فهم تبدیل
می کند .
برد عملیاتی این ابزار بالاست و می‌تواند، صداها را از فواصل چندصد متری ،تا حدود یک ونیم کیلومتری دریافت کند، کاربرد آن در حوزه نظامی و امنیتی: به مراتب ارزان‌تر از رادار، برای ردیابی پهپادها و تشخیص جهت شلیک وحذف است.
حوزه نظارتی: سیستم‌های مداربسته پیشرفته از این فناوری برای تمرکز روی صداهای خاص در یک منطقه مشخص استفاده می کنند.مثل مرزبانی
این ابزارها نشان می‌دهند که فناوری زوم صدا تا چه اندازه پیشرفت کرده و چگونه می‌توان برای اهداف مختلف، از جمله شناسایی و ردیابی افراد، مورد استفاده قرار گیرد.

سه روش اصلی زوم صدا
فناوری زوم صدا، به کمک ترکیب مهندسی صوت و هوش مصنوعی، می‌تواند در یک محیط شلوغ فقط روی صدای یک منبع مشخص تمرکز کند. (سه روش اصلی آن)
روش اول: آرایه میکروفونی و شکل‌دهی پرتو
در این روش، چندین میکروفون هماهنگ مثل یک چراغ‌قوه صوتی عمل می‌کنند؛ با کمک الگوریتم‌ها و هوش مصنوعی، یک «پرتو مجازی صدا» ساخته می‌شود که فقط از یک جهت مشخص، صدا را دریافت و بقیه را تا حد ممکن حذف می‌کند.
نمونه‌های واقعی
۱-آزمایش پهپادهای شنودگر که توانستند در محیط‌های شلوغ، صدای هدف را شناسایی و ضبط کنند.
۲-بالون‌های ضدپهپاد در اوکراین که با هزاران حسگر صوتی، صدای پهپادهای روسی را در مقیاس کشوری ردیابی می‌کنند.
روش دوم: بشقابک‌های سهمی‌وار (دیش‌های صوتی)
در این روش، یک دیش مقعر به سمت منبع صدا نشانه می‌رود؛ امواج صوتی را جمع کرده و روی یک میکروفون در مرکز دیش متمرکز می‌کند. نتیجه: تقویت صدای منبع دوردست.
نمونه کاربرد:
میکروفون Hi-Sound Compact که برای فیلم‌سازان حیات وحش طراحی شده؛ به دوربین وصل می‌شود و هم‌زمان با زوم تصویر، صدای سوژه‌های دور را با کیفیت بالا ضبط می‌کند.
روش سوم: لنزهای فراصوت
در این روش از فرامواد(مواد مهندسی‌شده) برای خم کردن و تمرکز امواج صوتی استفاده می‌شود. این فناوری امکان‌های پیشرفته‌تری می‌دهد:
۱-ساخت تلسکوپ صوتی که روی صدای یک فرد در میان جمعیت زوم کند.
۲-ایجاد پرتوی باریک و جهت‌دار صدا که فقط یک نفر خاص آن را بشنود.
مزیت مهم:
این لنزها را می‌توان ساده و ارزان با چاپگر سه‌بعدی، حتی از مواد بازیافتی، تولید کرد.

شش مرحله ازنحوی پیدا کردن «یک صدای خاص» توسط پهپاد
هدف این است که پهپاد بتواند یک صدا (مثلاً فریاد کمک، یا صدای مشخص) را از میان شلوغی شهر جدا کند و دقیق تشخیص بدهد از کجا می‌آید. این کار معمولاً با ترکیب سخت‌افزار، الگوریتم و بلادرنگ انجام می‌شود. مرحله یکم. آرایه میکروفونی برای مثلث‌بندی
پهپاد به‌جای یک میکروفون، چند میکروفون دارد. با چیدمان‌های مختلف، اختلاف زمان رسیدن صدا به میکروفون‌ها را می‌سنجد و جهت را تخمین می‌زند (افقی و حتی عمودی).
۱- دایره‌ای (۳۶۰ درجه افقی): مناسب جستجوی گسترده
۲- مکعبی/سه‌بعدی: تعیین هم‌زمان جهت افقی و زاویه عمودی
۳- تصادفی بهینه: کم‌کردن تداخل و خطاهای هندسی
بیشتر پهپادها۴ تا ۲۴ میکروفون استفاده می‌کنند.
مرحله دوم.چالش صدای موتور و ملخ (و راه کاهش)
صدای موتور و ملخ معمولاً خیلی بلندتر از صدای هدف است و همه‌چیز را خراب می‌کند. برای همین چند راه‌حل هم‌زمان به کار می‌رود:
۱- ساکت‌سازی فیزیکی: ملخ کم‌صدا و مواد جذب‌کننده روی بدنه
۲- حذف نویز فعال: تولید موج ضدنویز برای خنثی‌سازی
۳- تفکیک نرم‌افزاری (مؤثرترین روش): مدل هوش مصنوعی با آموزش روی «صدای موتور» و «نمونه‌های صدای هدف» یاد می‌گیرد صدای موتور را نادیده بگیرد و فقط صدای هدف را بیرون بکشد حتی وقتی هدف خیلی ضعیف‌تر است
مرحله سوم. مکان یابی و تشخیص صدا
اینجا دو کار انجام می‌شود:
۱- مکان‌یابی با روش تفاوت زمان رسیدن.الگوریتم اختلاف زمانی بین میکروفون‌ها را حساب می‌کند تا جهت دقیق صدا را بدهد.
۲- تشخیص هویت صدا با صدای جداشده با «اثر انگشت صوتی» نمونه‌ی هدف مقایسه می‌شود؛ اگر شباهت کافی باشد، تشخیص تأیید می‌شود.
مرحله چهارم. تبدیل صدا به تصویر حرارتی (تصویربرداری صوتی)
پهپاد یک «نقشه رنگی» می‌سازد: هرجا شدت صدا بیشتر است، رنگ داغ‌تر/پررنگ‌تر می‌شود.
سپس AI مرکز داغ‌ترین نقطه را به عنوان محل منبع صدا اعلام می‌کند.یعنی چیزی شبیه “داغ‌ترین نقطه” در نقشه.
مرحله پنجم.همکاری حسگرها (کم کردن خطاهای شهری)
در شهر، باد، بازتاب دیوارها و نویز محیط می‌تواند جهت صوت را گمراه کند.
برای همین داده‌ی صوتی با GPS پهپاد و (اگر موجود باشد جز) دوربین ترکیب می‌شود:
۱- اگر دوربین جسم/فردی را از همان سمت نشان دهد که میکروفون‌ها صدا را می‌شنوند، اطمینان بالا می‌رود.
۲- اگر یکی از حسگرها خطا داشته باشد، دیگری کمک می‌کند.
مرحله ششم.پردازش بلادرنگ روی خود پهپادویاسیله شلیک
تمام این تحلیل‌ها باید روی پهپاد انجام شود، نه فقط روی یک سرور بیرون. پس:
۱- از کامپیوتر جاسازی‌شده کم‌مصرف استفاده می‌شود
۲- مدل AI باید سبک باشد (مثلاً چند مگابایت) و با مصرف برق کم (در حد چند وات) کار کند
۳- خروجی باید سریع و پیوسته باشد تا پهپاد مسیر توجهش را لحظه‌ای اصلاح کند.
نمونه‌های واقعی
۱- (جستجو و نجات)
حالت گشت‌زنی کم‌مصرف دارد و وقتی صدای مشکوک را تشخیص دهد به حالت دقیق‌تر می‌رود
۲- سیستم‌های ضدپهپاد صوتی
ترکیب مکان‌یابی و طبقه‌بندی، پهپادهای مزاحم را ردیاب
و روی مانیتور نمایش می‌دهند.

هدف این است که پهپاد بتواند یک صدا (مثلاً فریاد کمک، یا صدای مشخص) را از میان شلوغی شهر جدا کند و دقیق تشخیص بدهد از کجا می‌آید. این کار معمولاً با ترکیب سخت‌افزار، الگوریتم و بلادرنگ انجام می‌شود. مرحله یکم. آرایه میکروفونی برای مثلث‌بندی
پهپاد به‌جای یک میکروفون، چند میکروفون دارد. با چیدمان‌های مختلف، اختلاف زمان رسیدن صدا به میکروفون‌ها را می‌سنجد و جهت را تخمین می‌زند (افقی و حتی عمودی).
۱- دایره‌ای (۳۶۰ درجه افقی): مناسب جستجوی گسترده
۲- مکعبی/سه‌بعدی: تعیین هم‌زمان جهت افقی و زاویه عمودی
۳- تصادفی بهینه: کم‌کردن تداخل و خطاهای هندسی
بیشتر پهپادها۴ تا ۲۴ میکروفون استفاده می‌کنند.
مرحله دوم.چالش صدای موتور و ملخ (و راه کاهش)
صدای موتور و ملخ معمولاً خیلی بلندتر از صدای هدف است و همه‌چیز را خراب می‌کند. برای همین چند راه‌حل هم‌زمان به کار می‌رود:
۱- ساکت‌سازی فیزیکی: ملخ کم‌صدا و مواد جذب‌کننده روی بدنه
۲- حذف نویز فعال: تولید موج ضدنویز برای خنثی‌سازی
۳- تفکیک نرم‌افزاری (مؤثرترین روش): مدل هوش مصنوعی با آموزش روی «صدای موتور» و «نمونه‌های صدای هدف» یاد می‌گیرد صدای موتور را نادیده بگیرد و فقط صدای هدف را بیرون بکشد حتی وقتی هدف خیلی ضعیف‌تر است
مرحله سوم. مکان یابی و تشخیص صدا
اینجا دو کار انجام می‌شود:
۱- مکان‌یابی با روش تفاوت زمان رسیدن.الگوریتم اختلاف زمانی بین میکروفون‌ها را حساب می‌کند تا جهت دقیق صدا را بدهد.
۲- تشخیص هویت صدا با صدای جداشده با «اثر انگشت صوتی» نمونه‌ی هدف مقایسه می‌شود؛ اگر شباهت کافی باشد، تشخیص تأیید می‌شود.
مرحله چهارم. تبدیل صدا به تصویر حرارتی (تصویربرداری صوتی)
پهپاد یک «نقشه رنگی» می‌سازد: هرجا شدت صدا بیشتر است، رنگ داغ‌تر/پررنگ‌تر می‌شود.
سپس AI مرکز داغ‌ترین نقطه را به عنوان محل منبع صدا اعلام می‌کند.یعنی چیزی شبیه “داغ‌ترین نقطه” در نقشه.
مرحله پنجم.همکاری حسگرها (کم کردن خطاهای شهری)
در شهر، باد، بازتاب دیوارها و نویز محیط می‌تواند جهت صوت را گمراه کند.
برای همین داده‌ی صوتی با GPS پهپاد و (اگر موجود باشد جز) دوربین ترکیب می‌شود:
۱- اگر دوربین جسم/فردی را از همان سمت نشان دهد که میکروفون‌ها صدا را می‌شنوند، اطمینان بالا می‌رود.
۲- اگر یکی از حسگرها خطا داشته باشد، دیگری کمک می‌کند.
مرحله ششم.پردازش بلادرنگ روی خود پهپادویاسیله شلیک
تمام این تحلیل‌ها باید روی پهپاد انجام شود، نه فقط روی یک سرور بیرون. پس:
۱- از کامپیوتر جاسازی‌شده کم‌مصرف استفاده می‌شود
۲- مدل AI باید سبک باشد (مثلاً چند مگابایت) و با مصرف برق کم (در حد چند وات) کار کند
۳- خروجی باید سریع و پیوسته باشد تا پهپاد مسیر توجهش را لحظه‌ای اصلاح کند.
نمونه‌های واقعی
۱- (جستجو و نجات)
حالت گشت‌زنی کم‌مصرف دارد و وقتی صدای مشکوک را تشخیص دهد به حالت دقیق‌تر می‌رود
۲- سیستم‌های ضدپهپاد صوتی
ترکیب مکان‌یابی و طبقه‌بندی، پهپادهای مزاحم را ردیاب
و روی مانیتور نمایش می‌دهند.
سه روش اصلی زوم صدا
فناوری زوم صدا، به کمک ترکیب مهندسی صوت و هوش مصنوعی، می‌تواند در یک محیط شلوغ فقط روی صدای یک منبع مشخص تمرکز کند. (سه روش اصلی آن)
روش اول: آرایه میکروفونی و شکل‌دهی پرتو
در این روش، چندین میکروفون هماهنگ مثل یک چراغ‌قوه صوتی عمل می‌کنند؛ با کمک الگوریتم‌ها و هوش مصنوعی، یک «پرتو مجازی صدا» ساخته می‌شود که فقط از یک جهت مشخص، صدا را دریافت و بقیه را تا حد ممکن حذف می‌کند.
نمونه‌های واقعی
۱-آزمایش پهپادهای شنودگر که توانستند در محیط‌های شلوغ، صدای هدف را شناسایی و ضبط کنند.
۲-بالون‌های ضدپهپاد در اوکراین که با هزاران حسگر صوتی، صدای پهپادهای روسی را در مقیاس کشوری ردیابی می‌کنند.
روش دوم: بشقابک‌های سهمی‌وار (دیش‌های صوتی)
در این روش، یک دیش مقعر به سمت منبع صدا نشانه می‌رود؛ امواج صوتی را جمع کرده و روی یک میکروفون در مرکز دیش متمرکز می‌کند. نتیجه: تقویت صدای منبع دوردست.
نمونه کاربرد:
میکروفون Hi-Sound Compact که برای فیلم‌سازان حیات وحش طراحی شده؛ به دوربین وصل می‌شود و هم‌زمان با زوم تصویر، صدای سوژه‌های دور را با کیفیت بالا ضبط می‌کند.
روش سوم: لنزهای فراصوت
در این روش از فرامواد(مواد مهندسی‌شده) برای خم کردن و تمرکز امواج صوتی استفاده می‌شود. این فناوری امکان‌های پیشرفته‌تری می‌دهد:
۱-ساخت تلسکوپ صوتی که روی صدای یک فرد در میان جمعیت زوم کند.
۲-ایجاد پرتوی باریک و جهت‌دار صدا که فقط یک نفر خاص آن را بشنود.
مزیت مهم:
این لنزها را می‌توان ساده و ارزان با چاپگر سه‌بعدی، حتی از مواد بازیافتی، تولید کرد

فناوری زوم تصویر زوم تصویر ؟
زوم تصویر فراتر از زوم اپتیکال ساده است. این فناوری نه تنها تصویر را بزرگ می‌کند، بلکه با کمک هوش مصنوعی می‌تواند یک فرد خاص را در میان جمعیت شلوغ پیدا کند، چهره او را با پایگاه داده تطبیق دهد، و حتی اگر لباس عوض کند یا ماسک بزند، همچنان او را ردیابی نماید.
سه روش اصلی زوم تصویر
روش اول: دوربین‌های با زوم اپتیکال بالا
مانند یک دوربین شکاری حرفه‌ای. دوربین‌های پیشرفته نظامی می‌توانند از فاصله چند کیلومتری، چهره یک فرد را با وضوح بالا تشخیص دهند. دوربین‌های تجاری با زوم ۳۰ برابری می‌توانند از فاصله یک کیلومتری پلاک خودرو را بخوانند.
روش دوم: آرایه دوربین و هوش مصنوعی
با استفاده از چندین دوربین در زوایای مختلف، هوش مصنوعی یک نمای سه‌بعدی از محیط می‌سازد و با تحلیل آن، موقعیت دقیق هر فرد را با دقت سانتی‌متری مشخص می‌کند.
روش سوم: دوربین‌های حرارتی و چندطیفی
این دوربین‌ها بر اساس تشعشع حرارتی بدن کار می‌کنند و به نور وابسته نیستند. در تاریکی مطلق، میان دود و گرد و غبار، یا وقتی فرد پشت بوته‌ها پنهان شده باشد، دوربین حرارتی او را نشان می‌دهد.

انتهای پیام/*