Ecolocalización

La imagen creada por los ecos

informes — por el 22/12/2014 a las 12:28

Investigadores de Lausana (Suiza), desarrollaron un programa de computación que construye un mapa tridimensional de un espacio mediante el análisis del eco de los sonidos que allí se producen.

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Investigadores en la catedral de Lausana durante las pruebas para reconstruir la imagen trideminsional, a partir de los ecos captados por los micrófonos

Investigadores en la catedral de Lausana durante las pruebas para reconstruir una imagen trideminsional, a partir de los ecos captados por los micrófonos.

Imaginemos que estamos a oscuras en una habitación desconocida. ¿Podemos averiguar la forma del cuarto escuchando el eco de nuestros pasos? Los ciegos pueden detectar naturalmente la forma general de una habitación al escuchar sonidos dentro de ella. El mismo proceso, conocido como ecolocalización, es utilizado por murciélagos y delfines para moverse en su entorno. Investigadores de Suiza y Estados Unidos crearon una herramienta matemática que permite construir un mapa a partir de los ecos de los sonidos, según reportaron hace unos meses en la revista de la Academia Nacional de Ciencias (www.pnas.org). “Nuestro software puede construir un mapa en 3D de una habitación simple, convexa, con una precisión de unos pocos milímetros”, dijo en una entrevista a la BBC el autor principal del estudio, Ivan Dokmanic, del Laboratorio de Comunicaciones Audiovisuales de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL).

Ecolocalizando

El método se basa en el procesamiento de las señales capturadas por dos o más micrófonos. Las paredes de distintos materiales reflejan el sonido de forma diferente y pierden intensidad en cada rebote. El algoritmo distingue ecos fuertes de débiles e identifica si estos han rebotado una o más veces. Pero no es el volumen de los ecos lo único que se analiza, sino también el tiempo que tarda en llegar a uno y otro micrófono. “El algoritmo compara las señales capturadas por los micrófonos. Los retardos infinitesimales entre esas señales se usan para calcular la distancia entre los micrófonos y entre la fuente sonora y las paredes”, detalla Dokmanic.

Este principio de ecolocalización es el mismo que utilizan los sonares de barcos y submarinos para calcular la profundidad y ubicar obstáculos o cardúmenes. En la naturaleza los delfines y los murciélagos también utilizan los ecos de sonidos que emiten para trasladarse en la oscuridad. En estos casos es necesario conocer la posición de los micrófonos (o las orejas) para poder estimar las distancias a los objetos reflectores. A diferencia de estudios anteriores, el procedimiento reportado no necesita que los micrófonos estén colocados en lugares precisos con el fin de captar el sonido original y sus ecos.

“La principal novedad del trabajo es que permite reconstruir las geometrías tridimensionales con una sola medición”, resalta Ignacio Spiousas, especialista del Laboratorio de Acústica y Percepción Sonora (www.lapso.org) de la Universidad Nacional de Quilmes. Los investigadores probaron su desarrollo primero en una sala de conferencias y luego en la antesala de la catedral de su ciudad. Pusieron micrófonos en posiciones establecidas y chasquearon con los dedos varias veces en distintos lados. Con los ecos capturados por los micrófonos pudieron reconstruir un mapa detallado de ambos lugares. Luego pusieron a prueba su programa colocando los micrófonos en lugares desconocidos y comprobaron que con un solo chasquido de los dedos se puede construir un mapa.

¿Qué hay de nuevo, viejo?

La novedad presenta aplicaciones inmediatas en acústica arquitectónica, realidad virtual e investigación forense. “Los arquitectos pueden usar nuestro programa para diseñar espacios en base a la acústica específica que les gustaría crear”, destacó Dokmanic. Según los investigadores, así como nuestro cerebro espera ciertos ecos según lo que registran nuestros ojos, el algoritmo podría también utilizarse para crear ilusiones sonoras que acompañen una imagen de realidad virtual.

Al respecto, Spiousas se muestra escéptico: “Es un desarrollo interesante pero no particularmente para el mundo de la acústica de recintos o realidades virtuales”, y continúa: “Se trata de un algoritmo que simplifica muchos aspectos técnicos, pero que no aporta una mejora sustancial en cuanto a la predicción y precisión de los ecos”. Sin embargo, Spiuosas destaca que la ciencia forense podría utilizar esta técnica para analizar detalles acerca de una habitación que no puede verse o en la que no se pueden disponer los micrófonos y fuentes en lugares precisos, por ejemplo, “para identificar el paradero de una persona que llama telefónicamente desde el interior de un recinto”.

En nuestro país, las aplicaciones de la acústica forense se destacaron a fines de la década de 1990 durante la investigación del asesinato de Teresa Rodríguez, en Cutral Có, en la provincia de Neuquén. En este caso, el análisis de los ecos de los disparos registrados por un micrófono periodístico permitió localizar el origen de la bala fatal (ver EXACTAmente nro. 19, diciembre de 2000). Aquel trabajo –innovador en su momento, realizado por Rodolfo Pregliasco y Ernesto Martínez– fue hecho “a mano” calculando laboriosamente, chasquido por chasquido, la procedencia de los ecos y el lugar de los disparos. El nuevo desarrollo permite la reconstrucción de la geometría del lugar con solo correr el programa y con independencia de la posición del generador de sonido.

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