Учёные Пекинского технологического института разработали микрофон, который вместо колебаний воздуха регистрирует изменения отражённого света от едва заметных вибраций поверхности. Новый прибор, получивший название «визуальный микрофон», использует реакцию объектов на звуковые волны и по этим колебаниям восстанавливает слышимую информацию. Технология открывает возможности для прослушивания там, где традиционные микрофоны не работают: например, при разговоре через стекло или мониторинге звука в изолированных помещениях, без прямой передачи акустических волн.
По словам руководителя проекта Сюй-Жи Яо, метод удешевляет и упрощает использование света для захвата аудио, позволяя работать в ситуациях, где не может пройти звук, но доступен свет. Ранее попытки «слушать светом» опирались на дорогие лазеры или высокоскоростные камеры. Команда из Пекина пошла другим путём: система основана на однопиксельной визуализации (single-pixel imaging), где вместо матрицы с миллионами пикселей используется единственный световой приёмник и структурированный свет от модулятора пространственного света.
Принцип действия таков: на объект проецируются управляемые световые паттерны, а микроскопические изменения яркости отражённого света, вызванные вибрацией поверхности под влиянием звука, фиксируются и преобразуются алгоритмами в аудиосигнал. Такой подход снижает стоимость и сложность, делая технологию доступнее. Сочетание однопиксельной съёмки с методами локализации на основе преобразования Фурье позволило получить качественное распознавание звука с более простым оборудованием. Система работает с обычными предметами — бумажной карточкой, листом растения — при естественном освещении и не требует специальных отражающих свойств поверхности.
Работу устройства продемонстрировали на бумажной карточке и зелёном листе, расположенных примерно в 0,5 м от источника звука — динамиков, воспроизводивших речь и музыку. Визуальный микрофон успешно восстановил разборчивый звук, особенно при использовании карточки: низкие частоты передавались чётко, а высокие имели искажения, частично компенсированные цифровой фильтрацией. Поток данных при этом не превышал 4 МБ/с, что позволяет длительную запись и удобную передачу по сети.
Исследователи видят широкий спектр применений: общение через твёрдые преграды, дистанционный мониторинг окружающей среды, неинвазивные медицинские наблюдения, продвинутая диагностика оборудования. Пока технология остаётся лабораторной и пригодной для специализированных сценариев, где классический микрофон бессилен. Команда работает над повышением чувствительности и точности, созданием портативной версии и расширением дальности обнаружения звука — от съёмки пульса на дистанции до помощи в поисково-спасательных операциях. Таким образом, система представляет новый способ «слушать» с помощью света, открывая коммуникационные и мониторинговые возможности в средах, недоступных обычной акустике.
Ещё по теме: