用你的耳朵看世界——世界首個3D音頻AR導航助力視障等人士安全出行

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

跟著聲音走

“用你的耳朵看世界”——這話乍聽起來令人震驚，然而waveOut的開發(fā)者Hugo Furtado會讓你相信這個說法很靠譜。

圖源：innovationorigins

葡萄牙人Hugo Furtado是一位微創(chuàng)心臟外科增強現(xiàn)實博士，同時也是業(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——一家使用增強現(xiàn)實音頻幫助視障者、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)驗激勵Furtado創(chuàng)造waveOut。Furtado說：“對很多人來說，看地圖真的不是一種非常直覺的導航方式，尤其是對老年人、騎行者或者視覺障礙者來說，看地圖對他們來說可能很危險，有時根本難以想象。我們開發(fā)出一種3D音頻AR導航技術(shù)——waveOut。這是一款定位精準的手機音頻導航應用程序，我們把這項技術(shù)授權(quán)給企業(yè)，讓他們把聲音導航集成到應用程序里，將從根本上簡化視障者、老年人和騎行者的生活?！?/p>

Furtado解釋道：“我們利用聲音來獲取方位。用戶選擇一個行程，然后用虛擬的路標標記。這些路標會發(fā)出3D音頻，讓用戶在沿途移動時能夠準確地聽到自己的位置?！?/p>

以大腦感知的手段復制聲音

在手機屏幕上，這些路標清晰可見，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)彎錯誤，在下一個十字路口之前，來自最近路線點的聲音會停止，使他們能夠再次找到路線。

為了開發(fā)這項技術(shù)，Dreamwaves的團隊進行了實驗，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)建了軟件篩選器來復制受耳朵形狀影響的聽覺，這使我們能夠在空間中定位自己，因為聲音是由耳朵和頭部的解剖結(jié)構(gòu)篩選的”。

使用計算機輔助視覺技術(shù)

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

Hugo Furtado指出：“我們的技術(shù)專注于識別他們可以安全行走的區(qū)域，而不是檢測障礙物并告訴用戶不應該去哪里。”這種相機的使用只是暫時的：“如果你在廣場上，在沒有意識到的情況下錯過了轉(zhuǎn)彎的機會，而且你不再有參考點，你可以使用手機上的相機離開廣場，然后再把它放回口袋。”

waveOut直接在智能手機上實現(xiàn)機器學習分割，并通過經(jīng)訓練識別路標和人行橫道等特定元素的模型提供流暢的計算機視覺體驗。該軟件通過計算機視覺，將用戶引導到安全的無障礙空間，并識別路標和人行橫道。

連接交通管理系統(tǒng)

Dreamwaves的目標是在城市環(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)導者、交通信號管理公司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求優(yōu)先通過交叉路口。對于自行車快遞員來說，這一功能使他們能夠知道在紅綠燈到來時，應該加速還是減速，這將提供更流暢的體驗，減少行程中的停車次數(shù)?！?/p>

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

設(shè)計新一代沉浸式音頻技術(shù)

歐盟在2021年設(shè)立了一項為期六年的AR/VR項目——SONICOM，旨在研究“改變基于聽覺的AR/VR社交互動與溝通”（Transforming auditory-based social interaction and communication in AR/VR）。

項目經(jīng)費565萬歐元（約合人民幣4300萬元），英國帝國理工學院、法國索邦大學、奧地利國家科學院等11家歐洲高校和研究機構(gòu)及科技公司獲得了該項目的資助。Dreamwaves也在其中，得到了17萬歐元，助力了該公司項目waveOut的研發(fā)。

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

然而，聲學VR/AR 存在諸多挑戰(zhàn)。沉浸式音頻是我們?nèi)粘ｓw驗的周圍能夠聽到并與之互動的聲音。在虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實 (VR/AR) 中模擬空間定位的聲音，必須以針對每個人的獨特方式完成，目前需要昂貴且耗時的個人測量，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，是一個尚未探索的研究領(lǐng)域，特別是在與社交互動相關(guān)的情況下進入了行為和認知領(lǐng)域。

為此，歐盟希望SONICOM，借助人工智能（AI）的力量，設(shè)計新一代沉浸式3D音頻技術(shù)，徹底改變?nèi)藗兣c虛擬世界的互動方式，促進基于聽覺的社交互動領(lǐng)域的未來發(fā)展與創(chuàng)新。（文/維克多）

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