用你的耳朵看世界——世界首個(gè)3D音頻AR導(dǎo)航助力視障等人士安全出行

位于維也納的初創(chuàng)公司Dreamwaves，開(kāi)發(fā)了一種3D音頻AR導(dǎo)航應(yīng)用程序——waveOut ，視障者、老年人或騎行者只要在手機(jī)下載該APP，就能按照它所提供的音頻信號(hào)路線安全出行。

跟著聲音走

“用你的耳朵看世界”——這話乍聽(tīng)起來(lái)令人震驚，然而waveOut的開(kāi)發(fā)者Hugo Furtado會(huì)讓你相信這個(gè)說(shuō)法很靠譜。

圖源：innovationorigins

葡萄牙人Hugo Furtado是一位微創(chuàng)心臟外科增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)博士，同時(shí)也是業(yè)余的音響工程師。外科與音響，這兩方面的興趣與熱情，促使他創(chuàng)建了 Dreamwaves——一家使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)音頻幫助視障者、老年人、騎行者從更大的自主性中受益的初創(chuàng)公司。

聲音工程方面的經(jīng)驗(yàn)激勵(lì)Furtado創(chuàng)造waveOut。Furtado說(shuō)：“對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，看地圖真的不是一種非常直覺(jué)的導(dǎo)航方式，尤其是對(duì)老年人、騎行者或者視覺(jué)障礙者來(lái)說(shuō)，看地圖對(duì)他們來(lái)說(shuō)可能很危險(xiǎn)，有時(shí)根本難以想象。我們開(kāi)發(fā)出一種3D音頻AR導(dǎo)航技術(shù)——waveOut。這是一款定位精準(zhǔn)的手機(jī)音頻導(dǎo)航應(yīng)用程序，我們把這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)給企業(yè)，讓他們把聲音導(dǎo)航集成到應(yīng)用程序里，將從根本上簡(jiǎn)化視障者、老年人和騎行者的生活。”

Furtado解釋道：“我們利用聲音來(lái)獲取方位。用戶選擇一個(gè)行程，然后用虛擬的路標(biāo)標(biāo)記。這些路標(biāo)會(huì)發(fā)出3D音頻，讓用戶在沿途移動(dòng)時(shí)能夠準(zhǔn)確地聽(tīng)到自己的位置?！?/p>

以大腦感知的手段復(fù)制聲音

在手機(jī)屏幕上，這些路標(biāo)清晰可見(jiàn)，即使是不知道怎么閱讀地圖的孩子也可以據(jù)此找到自己的道路，而這一功能對(duì)仍有部分視力的用戶也是非常有幫助的。如果這些用戶轉(zhuǎn)彎錯(cuò)誤，在下一個(gè)十字路口之前，來(lái)自最近路線點(diǎn)的聲音會(huì)停止，使他們能夠再次找到路線。

為了開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，Dreamwaves的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，探索人類如何感知3D聲音，以及它如何使我們能夠在空間中定位自己。Hugo Furtado指出：“我們創(chuàng)建了軟件篩選器來(lái)復(fù)制受耳朵形狀影響的聽(tīng)覺(jué)，這使我們能夠在空間中定位自己，因?yàn)槁曇羰怯啥浜皖^部的解剖結(jié)構(gòu)篩選的”。

使用計(jì)算機(jī)輔助視覺(jué)技術(shù)

waveOut是為出行困難的人設(shè)計(jì)的，它使用了計(jì)算機(jī)輔助視覺(jué)技術(shù)，為此用戶必須舉起智能手機(jī)或?qū)⑵浯髟诓弊由稀?/p>

Hugo Furtado指出：“我們的技術(shù)專注于識(shí)別他們可以安全行走的區(qū)域，而不是檢測(cè)障礙物并告訴用戶不應(yīng)該去哪里?！边@種相機(jī)的使用只是暫時(shí)的：“如果你在廣場(chǎng)上，在沒(méi)有意識(shí)到的情況下錯(cuò)過(guò)了轉(zhuǎn)彎的機(jī)會(huì)，而且你不再有參考點(diǎn)，你可以使用手機(jī)上的相機(jī)離開(kāi)廣場(chǎng)，然后再把它放回口袋?！?/p>

waveOut直接在智能手機(jī)上實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)分割，并通過(guò)經(jīng)訓(xùn)練識(shí)別路標(biāo)和人行橫道等特定元素的模型提供流暢的計(jì)算機(jī)視覺(jué)體驗(yàn)。該軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)，將用戶引導(dǎo)到安全的無(wú)障礙空間，并識(shí)別路標(biāo)和人行橫道。

連接交通管理系統(tǒng)

Dreamwaves的目標(biāo)是在城市環(huán)境整合方面邁出更大一步。在荷蘭，該公司與智能道路交通解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者、交通信號(hào)管理公司Yunex Traffic建立了合作伙伴關(guān)系。

“這使我們能夠連接到紅綠燈管理系統(tǒng)，這樣我們的視障用戶就可以請(qǐng)求優(yōu)先通過(guò)交叉路口。對(duì)于自行車快遞員來(lái)說(shuō)，這一功能使他們能夠知道在紅綠燈到來(lái)時(shí)，應(yīng)該加速還是減速，這將提供更流暢的體驗(yàn)，減少行程中的停車次數(shù)。”

Dreamwaves計(jì)劃將其技術(shù)輕松地分享給個(gè)人，也希望通過(guò)與Yunex Traffic以及自行車快遞公司合作而盈利。Hugo Furtado解釋道：“每當(dāng)騎手們騎行受阻時(shí)，這些服務(wù)提供商就會(huì)失去收入?！彼€希望與宜家等大型零售商達(dá)成協(xié)議，幫助視障者、老年人在這些店內(nèi)隨意自如走動(dòng)。

設(shè)計(jì)新一代沉浸式音頻技術(shù)

歐盟在2021年設(shè)立了一項(xiàng)為期六年的AR/VR項(xiàng)目——SONICOM，旨在研究“改變基于聽(tīng)覺(jué)的AR/VR社交互動(dòng)與溝通”（Transforming auditory-based social interaction and communication in AR/VR）。

項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)565萬(wàn)歐元（約合人民幣4300萬(wàn)元），英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院、法國(guó)索邦大學(xué)、奧地利國(guó)家科學(xué)院等11家歐洲高校和研究機(jī)構(gòu)及科技公司獲得了該項(xiàng)目的資助。Dreamwaves也在其中，得到了17萬(wàn)歐元，助力了該公司項(xiàng)目waveOut的研發(fā)。

聲音是人類體驗(yàn)中不可缺少的一部分。它作為感知環(huán)境和與環(huán)境互動(dòng)的最重要方式之一，在塑造人們對(duì)世界的感知方式方面發(fā)揮著重要作用。在虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (VR/AR) 中，模擬空間中正確的音頻對(duì)于提供沉浸式虛擬體驗(yàn)至關(guān)重要。

然而，聲學(xué)VR/AR 存在諸多挑戰(zhàn)。沉浸式音頻是我們?nèi)粘ｓw驗(yàn)的周圍能夠聽(tīng)到并與之互動(dòng)的聲音。在虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (VR/AR) 中模擬空間定位的聲音，必須以針對(duì)每個(gè)人的獨(dú)特方式完成，目前需要昂貴且耗時(shí)的個(gè)人測(cè)量，這在商業(yè)上是不可行的。此外，沉浸式音頻的影響超出本地化等感知指標(biāo)，是一個(gè)尚未探索的研究領(lǐng)域，特別是在與社交互動(dòng)相關(guān)的情況下進(jìn)入了行為和認(rèn)知領(lǐng)域。

為此，歐盟希望SONICOM，借助人工智能（AI）的力量，設(shè)計(jì)新一代沉浸式3D音頻技術(shù)，徹底改變?nèi)藗兣c虛擬世界的互動(dòng)方式，促進(jìn)基于聽(tīng)覺(jué)的社交互動(dòng)領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展與創(chuàng)新。（文/維克多）

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