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Un sistema de posicionamiento interior basado en la ecolocalización
El sistema de posicionamiento global basado en satélites ha revolucionado la forma en que los humanos interactúan con nuestro planeta. Pero una gran debilidad es que el GPS no funciona en interiores. En consecuencia, los investigadores e ingenieros han estado estudiando varias formas de determinar la posición en las puertas de una manera simple y económica.
Es más fácil decirlo que hacerlo. Los sistemas que dependen de señales WiFi, por ejemplo, tienen una precisión limitada porque la intensidad de la señal varía drásticamente en todo el edificio, lo que dificulta la toma de medidas repetibles e inequívocas. Por lo tanto, los investigadores están explorando una serie de otros métodos innovadores para identificar la posición en interiores.
Hoy, tenemos una idea de un nuevo enfoque para la localización en interiores basada en el sonido. Ruoxi Jia y sus amigos de la Universidad de California, Berkeley, han desarrollado un mecanismo simple y económico que puede identificar diferentes habitaciones basándose en un conjunto de datos relativamente pequeño recopilado de antemano.
El nuevo sistema es esencialmente una forma de ecolocalización. Emite un sonido y luego escucha el retorno que se distorsionará de una manera que depende del tamaño y la forma de la habitación, los materiales de las paredes y los pisos, así como los muebles y las personas dentro de ella.
El problema con esta técnica es que hasta ahora ha requerido un equipo de medición especial como un micrófono capaz de medir el campo sonoro con precisión. Incluso entonces, el problema del ruido no deseado puede confundir significativamente las cosas.
Jia y compañía solucionan esto procesando la señal de una manera que ignora el ruido. Y eso les permite tomar datos usando el micrófono y los parlantes incorporados en una computadora portátil común.
Estos muchachos han probado su sistema en 10 salas diferentes en el campus de Berkeley. La computadora portátil produce un conjunto distintivo de ondas sonoras y luego escucha el eco. Tomaron 50 muestras en cada lugar, que incluían ruido de fondo como pasos, hablar y sonidos de calefacción y ventilación. Luego procesaron estos datos para encontrar la huella digital de eco única para cada habitación.
Los resultados son interesantes. Dicen que pueden identificar habitaciones individuales con una precisión del 97,8 por ciento. Llaman a su nuevo sistema SoundLoc.
Eso abre una serie de aplicaciones potencialmente importantes. Jia y compañía están particularmente interesados en utilizar la técnica para reducir el consumo de energía en los edificios. Aproximadamente el 40% del uso de energía en los EE. UU. Proviene de edificios comerciales y residenciales. Si esos edificios están vacíos, eso representa un desperdicio significativo.
El problema, por supuesto, es determinar cuándo no se están utilizando habitaciones específicas y apagar las luces, la calefacción, etc. en consecuencia.
No es difícil imaginar cómo SoundLoc puede ayudar si la firma de sonido de una sala se puede usar para determinar si hay alguien en ella, aunque eso no es algo que el equipo haya probado hasta ahora. Aumenta la posibilidad de que los edificios estén llenos de computadoras que están constantemente chirriando y escuchando los resultados para determinar si hay alguien cerca.
Obviamente, existen desafíos importantes por delante para hacer que un sistema como ese funcione. Pero el primer paso es la identificación de la habitación, que estos tipos han demostrado que es una posibilidad razonable.
Ref: arxiv.org/abs/1407.4409 : SoundLoc: Método acústico para localización en interiores sin infraestructura