Pesquisadores projetam fones de ouvido que alertam pedestres sobre perigos

Você os vê por todas as ruas da cidade: pedestres usando fones de ouvido ou fones de ouvido – os rostos grudados nos telefones enquanto andam alheios ao ambiente.

Conhecido como “twalking”, o comportamento não deixa de ter seus perigos. Os pedestres que usam fones de ouvido geralmente não conseguem ouvir os sinais auditivos – buzinas, gritos ou o som de carros se aproximando – que sinalizam danos iminentes. Como resultado, o número de feridos e mortes causados ​​por ataques nos EUA triplicou nos últimos sete anos. Além disso, no ano passado, as mortes de pedestres nos EUA atingiram o nível mais alto desde 1990.

Para combater essa crescente preocupação com a segurança pública, os pesquisadores do Data Science Institute, em Columbia, estão projetando um sistema inteligente de fones de ouvido que alerta os pedestres sobre perigos iminentes. Os fones de ouvido possuem microfones em miniatura e processamento de sinal inteligente que detecta sons de veículos que se aproximam. Se um perigo aparecer próximo, o sistema envia um alerta de áudio para os fones de ouvido do pedestre. A equipe de pesquisa está desenvolvendo protótipos e testando-os nas ruas próximas a Columbia. Uma vez desenvolvido, o sistema vestível inteligente pode ajudar a reduzir lesões e mortes em pedestres.

“Estamos explorando uma nova área no desenvolvimento de uma tecnologia barata e de baixo consumo de energia que cria um mecanismo de alerta por áudio para pedestres”, diz Fred Jiang, membro do Instituto de Ciência de Dados e professor assistente de engenharia elétrica da Columbia Engineering.

O projeto de fones de ouvido inteligentes recebeu uma doação de US $ 1,2 milhão da National Science Foundation em 2017, e desde então a equipe publicou dois documentos de conferência e um jornal no IEEE Internet of Things Journal em suas pesquisas. Eles também receberam várias honras, incluindo um prêmio de melhor demonstração de uma conferência ACM e um prêmio de melhor apresentação de uma conferência IEEE. A equipe de pesquisa inclui Peter Kinget, presidente do Departamento de Engenharia Elétrica da Columbia e afiliado do Data Science Institute; Shahriar Nirjon, professor de Ciência da Computação na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill; e Joshua New, professor de psicologia do Barnard College. Estudantes de pós-graduação da Columbia e da UNC também trabalham no projeto.

A pesquisa e o desenvolvimento dos fones de ouvido inteligentes são complexos: envolve a incorporação de vários microfones em miniatura no fone de ouvido, bem como o desenvolvimento de um pipeline de dados de baixa potência para processar todos os sons próximos ao pedestre. Ele também deve extrair as pistas corretas que sinalizam perigo iminente. O pipeline conterá um circuito integrado de potência ultrabaixa, que extrai os recursos relevantes dos sons enquanto consome pouca energia da bateria.

Os pesquisadores também estão usando as técnicas mais avançadas de ciência de dados para projetar o fone de ouvido inteligente. Os modelos de aprendizado de máquina no smartphone do usuário classificam centenas de pistas acústicas nas ruas da cidade e nos veículos próximos e avisam os usuários quando estão em perigo. O mecanismo será projetado para que as pessoas reconheçam o alerta e respondam rapidamente. A equipe agora está testando seu design, tanto no laboratório quanto nas ruas de Nova York – uma cidade conhecida por seu congestionamento e sua cacofonia de sons. New, o professor de psicologia de Barnard, diz que conduzirá experimentos perceptivos e comportamentais com as pessoas para ver como os alertas podem ser efetivamente fornecidos a pedestres que andam nas cidades usando fones de ouvido.

Jiang disse que seu objetivo é desenvolver um protótipo do sistema de fones de ouvido inteligentes da Columbia e depois transferir a tecnologia para uma empresa comercial.

“Esperamos que, uma vez refinada”, diz ele, “a tecnologia seja comercializada e produzida em massa de uma maneira que ajude as cidades a reduzir as mortes de pedestres”.



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