这款无人机能探测到人类的尖叫声。可能会出什么问题?

这项研究旨在用于搜索和救援。但此类技术有被滥用的潜力。
这架无人机与研究人员使用的无人机类似。Becki Bryant / 美国陆军

无人机能够克服其六个旋转旋翼的嗡嗡声,听到人类的尖叫声。借助经过训练的声学软件和麦克风,机器人就能飞到指定位置。同一个人将两块木头撞在一起,发出另一种清晰的声音,为无人机提供了更多用于追踪的数据。无人机飞到头顶。在该测试的视频中,这架追踪尖叫声的无人机成功找到了下方的研究人员。这既是救援工作的良好开端,也预示着人类躲避机器人未来的不祥之兆。

该追踪人类尖叫声的无人机项目发表在题为“利用无人机在灾难中拯救生命”的标题下,由德国研究机构弗劳恩霍夫应用研究发展协会(Fraunhofer FKIE)开发。该无人机项目由其传感器数据与信息融合部负责,作者于2021年6月8日向美国声学学会展示了该研究成果。

无人机以及更广泛的各类机器人是应对灾难的理想选择。派遣人类前往刚刚坍塌的瓦砾堆会危及救援人员,但无人机可以飞越同一区域,如果配备了正确的传感器,有望找到任何处于危险中的人并引导人类救援人员。这是一种将“搜索和救援”中的“搜索”部分交给专门为搜索设计的机器人的方式。

作者Macarena Varela和Wulf-Dieter Wirth写道:“幸存者通常会通过发出尖叫等冲动性声音来呼救。因此,弗劳恩霍夫应用研究发展协会(Fraunhofer FKIE)目前正在开发一种安装在无人机上的精确声学系统,该系统专注于定位这些潜在的遇难者。”

识别和分离尖叫声的工作非常重要且棘手。该团队构建了一个麦克风阵列,将其安装在一架无人机上,然后添加了另一个可以捕捉比其他小型麦克风更高频率声音的麦克风。编程计算机以检测尖叫声意味着要过滤掉其他声音,例如无人机的嗡嗡声,并通过结合麦克风阵列的读数和确定尖叫声的方向,将捕获的声音转换为位置数据。

据《华盛顿邮报》报道,该团队迄今已证明,在开阔的场地中,无人机能在听到声音的几秒钟内估算出人的位置。开阔场地的测试有助于校准此类技术,但无人机需要能够在声学环境更恶劣的区域工作,才能真正充当救援工具。

如果研究人员决定探索,一种可能性将在受控的地下环境中测试尖叫声检测。2016年,法国研究人员探索了深度学习和神经网络在地铁列车中检测尖叫声和喊叫声。该项目创建的分类器能够区分喊叫声、尖叫声以及其他所有声音。

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同样,作为DARPA地下挑战赛的一部分,该比赛要求团队派遣机器人参加模拟救援工作的课程,其中一个机器人可以监听信号是嵌入在“热成像人体模型”中的扬声器,播放人类声音的录音。(“欢迎来到地下挑战赛”这句话从一个惰性身体里传来,令人不安。)

在DARPA挑战赛中,声音只是机器人识别地下人类活动的众多可能方式之一。热成像人体模型散发出的热量在红外相机上会很明显,化学探测器可以检测到二氧化碳,天线可以接收到手机信号,而光学相机则可以通过可见光工作。在为团队设计的救援场景中,寻找被困在地下的人,意味着要探索一系列工具来定位人类生命,然后将信息传递给救援人员。

由于DARPA资助的研究来自国防部,因此其训练用于寻找人类的机器人存在显而易见的潜台词。用于救援人员寻找被困在地下的人的技术,可以无缝地应用于士兵执行针对武装敌人的搜索和清理任务,由机器人打头阵。

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需要明确的是,弗劳恩霍夫应用研究发展协会(Fraunhofer FKIE)的尖叫追踪无人机不是军事项目,而且该追踪尖叫声的机器人没有任何迹象表明其立即或最终会被用于军事。在救援工作中,就像在军事任务中一样,一种能听到尖叫声并利用尖叫声定位人的机器人会特别有用。对于任何被困在地震中等待救援的人来说,即使是一架追踪尖叫声的机器人也可能提供某种形式的解脱。

但是,任何双重用途的技术都存在特定危险。一种为无害目的设计的工具,可以轻松地用于相同的功能,但其应用目的截然不同。救援人员有理由对这款追踪尖叫声的无人机感兴趣。然而,这项技术也可能很容易被开发用于军事客户,将通过声音定位人的能力整合到一个专门的杀伤链中。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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