科学家训练无人机追踪人类求救呼喊
如果有人造出一种能够追踪你、倾听你声音的飞行器，这可能会让人毛骨悚然。然而，如果你在自然灾害后被埋在废墟之下，而急救人员未能找到你，情况又会怎样呢？那么，用于搜救人员的无人机就不再像是个坏主意了。
这一构想受到德国弗劳恩霍夫FKIE研究所工程师的关注，他们研制了一款无人机原型，旨在通过探测人类呼喊声以及其他遇险迹象来搜寻人员。
其中一位首席工程师马卡雷纳·瓦雷拉于2021年6月在美国声学学会年会上展示了这项工作的进展。
在科幻恐怖片中，搜寻人类的无人机并不难想象。瓦雷拉表示，这些设备非常适合地震、飓风和森林火灾等灾后场景。它们可以在救援人员难以抵达的区域上空盘旋，并判断人员被困的位置。
“无人机能够在比地面救援人员或搜救犬更短的时间内覆盖更大的区域。如果有倒塌的建筑，它可以发出预警并协助救援人员。它可以进入救援人员自己无法到达的地方”
无人机通常用于自然灾害期间的搜救行动。它们最常见的用途是拍摄结构受损的航拍照片。部分无人机具备热成像功能，可以扫描人体热量，而较大的无人机则能够将药品和其他物资运送到偏远地区的人们手中。
研究人员不断发现在空中增加一双“眼睛”的新用途。华盛顿大学推出了利用气味探测灾难幸存者的无人机。Aerospace Corporation正在研发能够通过视觉识别搜救犬并向救援队报告其位置的无人机。苏黎世大学则开发了一种飞行时可改变形状、能够钻进异形缝隙的无人机。
利用空中声学探测人员存在一定难度。听觉系统需要区分人类呼喊与自然界中常见的声音，例如风声和动物叫声。还可能需要识别跺脚、拍手以及人们为吸引救援队注意而采取的其他方式所产生的规律声响。
FKIE的工程师在设计这款概念无人机时考虑了这些情况。首先，他们需要一个“冲击性”人类声音数据库来训练无人机。他们录制了自己的喊叫声、敲击声以及其他可能表明有人遇险的声音。
随后，他们分析了每个声音频率，以找出共同的“特征信号”，并用它们来训练人工智能软件。瓦雷拉表示，他们还致力于过滤无人机旋翼产生的噪声以及其他环境声音。
软件部分完成后，工程师们组装了一套由微型数字麦克风组成的系统，以实现对声音来源方向的“精确”定位。他们表示，与模拟麦克风或传统麦克风相比，智能手机和助听器中使用的数字麦克风更具优势，因为它们不需要那么笨重的设备。
团队在无人机下方安装了一组麦克风，并使用信号处理技术，使其能够追踪人类声音的来源。该系统还提高了语音的音量和清晰度。
目前，他们已在“野外”完成了成功的实验，发现无人机在捕捉到声音后数秒内即可确定受困者的位置。在一段演示视频中，无人机先在地面上空悬停，随后转向在地面上大声呼救的研究人员。
工程师们已经成功在无人机噪声环境下以极高的精度探测并定位冲击性声音。他们正在为这种利用麦克风追踪声音的方法申请专利。接下来，他们希望为无人机加装采样频率更高的麦克风，以获取更多声音信号。
这一想法是在数百米的距离上捕捉声音。在现实世界中，受困者的位置数据未来可以通过无线网络发送给紧急救援服务部门。该成果公布后，多家机构已与研究团队联系，有意与其合作。
这家科研机构主要进行实验和原型开发。有时，它会将专利授权给专注于非商业产品的公司。该机构的业务发展负责人表示：“我们擅长开发技术，解决尚无解决方案的问题。但说实话，商业化并不是我们的任务。”
