Մանրանկարչական կրելի կողպեքի ուժեղացուցիչ (և կրման սարքերի համար սոնարային համակարգ և այլն) ՝ 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Կառուցեք մի փոքր էժան կողպեքի ուժեղացուցիչ, որը կարող է ներկառուցվել ակնոցների շրջանակների մեջ և կույրերի համար ստեղծել սոնարային տեսողության համակարգ, կամ պարզ ուլտրաձայնային ապարատ, որն անընդհատ վերահսկում է ձեր սիրտը և օգտագործում է Մարդու մեքենայի ուսուցումը ՝ նախքան դրանք զգուշացնելու խնդիրները: պատահել.

Կողպեքի ուժեղացուցիչը ուժեղացուցիչ է, որը կարող է արգելափակվել որոշակի ազդանշանի վրա (տեղեկատուի մուտքագրում) ՝ անտեսելով մնացած ամեն ինչ: Աղմուկով և շեղումներով անընդհատ ռմբակոծությունների աշխարհում ինչ-որ բան անտեսելու ունակությունը (այսինքն ՝ անտեսել-անելը) արժեքավոր արժեք է:

Մարդկության ողջ պատմության ընթացքում երբևէ ստեղծված լավագույն ուժեղացուցիչը PAR124A- ն է, որը պատրաստվել է 1961 թ., Եվ մինչդեռ շատերը փորձել են գերազանցել կամ հավասարեցնել դրա կատարողականը, ոչ մեկին դա չի հաջողվել [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf]:

Կողպեքի ուժեղացուցիչները հիմնարար նշանակություն ունեն սոնարի, ռադիոտեղորոշիչի, լիդարի և շատ այլ տեսակի զգայարանների համար, իսկ լավերը սովորաբար արժեն մոտ $ 10, 000-ից $ 50, 000 ՝ կախված բնութագրերից և այլն:

S. Mann, Ստենֆորդի համալսարան, էլեկտրատեխնիկայի ամբիոն, 2017 թ.

Cite Mann, Lu, Werner, IEEE GEM2018 էջ 63-70

Քայլ 1: Ձեռք բերեք բաղադրիչները

WearTech կրելու համակարգչային ուսանողական ակումբը Տորոնտոյի համալսարանում մեծահոգաբար նվիրել է մասերի հավաքածու ECE516 ծրագրում ընդգրկված յուրաքանչյուր ուսանողի:

Կարող եք միանալ WearTech- ին և ձեռք բերել մասերի հավաքածու, կամ որպես այլընտրանք ՝ գնել մասերը Digikey- ից:

Ապրանքների հաշիվը:

• Ազդանշանի գեներատոր (որը դուք դեռ կունենաք 1-ին լաբորատորիայից և ի սկզբանե ձեզ պետք չի լինի ամբողջական բարդ ազդանշանի գեներատոր, այսինքն ՝ այս լաբորատորիայի առաջին մասի համար կան համապատասխան իրական արժեքով ազդանշանների գեներատորներ);
• LM567 կամ NE567 տոննա ապակոդավորիչ (8 պին չիպ);
• Ռ_Տ = տեղեկատուի մուտքային լարման բաժանարարի վերևի դիմադրություն `մոտ. 5340 Օմ;
• Ռ<sub>Բ</sub> = տեղեկատուի մուտքային լարման բաժանարարի ստորին դիմադրություն `մոտ. 4660 օմ;
• Ռ_Լ = բեռնվածքի դիմադրություն ելքի համար (PIN 3). մոտ. 9212 օմ;
• Երեք կոնդենսատորներ (միացման կոնդենսատորներ հղման և ազդանշանի մուտքագրման համար, ինչպես նաև ելքի վրա ցածր անցման ֆիլտրի կոնդենսատոր);
• Լրացուցիչ անջատիչներ;
• Ելքային ուժեղացուցիչ, ինչպիսին է TL974- ը (կարող եք նաև օգտագործել բավական զգայուն աուդիո ուժեղացուցիչ կամ ականջակալների ուժեղացուցիչ ՝ բավականաչափ բարձր մուտքային դիմադրությամբ, որպեսզի չծանրաբեռնվի ելքային ֆիլտրի կոնդենսատորը);
• Այլ այլ բաղադրիչներ;
• Բաղադրատախտակ կամ բաղադրամասերի հավաքման այլ տպատախտակ:

Բացի այդ, կողպեքի ուժեղացուցիչի հետ ինչ-որ օգտակար բան անելու համար կցանկանաք ձեռք բերել.

• Ուլտրաձայնային փոխարկիչներ (քանակ երկու);
• Աուդիո ականջակալներ կամ բարձրախոս համակարգ;
• Համակարգչային համակարգ կամ պրոցեսոր կամ միկրոկառավարիչ (լաբորատոր 1 -ից) մեքենայական ուսուցման մասի համար:

Ռ_Տ, Ռ_Բ, և Ռ_Լ համեմատաբար կրիտիկական են, այսինքն ՝ արժեքներ, որոնք մենք խնամքով ընտրել ենք փորձերի միջոցով:

Քայլ 2: Լարացրեք բաղադրիչները

Միացրեք բաղադրիչները ըստ պատկերված դիագրամի:

Դիագրամը գեղեցիկ խառնուրդ է սխեմատիկ դիագրամի և էլեկտրագծերի միջև, այսինքն. Ցույց է տալիս սխեմայի դասավորությունը, ինչպես նաև այն, թե ինչպես է միացված միացումը:

567 երանգի ապակոդավորման կիրառման եղանակը ոմանց կողմից դիտվել է որպես սովորական սովորական օգտագործումից ստեղծագործական շեղում: Սովորաբար Pin 8 -ը ելքային փին է, բայց մենք դա ընդհանրապես չենք օգտագործում: Սովորաբար սարքը հայտնաբերում է հնչերանգ և միացնում է լույսը կամ այլ տարր, երբ հնչողությունը հայտնաբերվում է:

Այստեղ մենք այն օգտագործում ենք մի կերպ, որը բոլորովին տարբերվում է այն ձևից, որով այն նախատեսված էր օգտագործել:

Փոխարենը, մենք վերցնում ենք ելքը Pin 1 -ում, որը «փուլային դետեկտորի» ելքն է: Մենք շահագործում ենք այն փաստը, որ «փուլային դետեկտորը» պարզապես բազմապատկիչ է:

Բացի այդ, Pin 6 -ը սովորաբար օգտագործվում է որպես ժամանակային կոնդենսատորի միացում:

Փոխարենը, ստեղծագործաբար, մենք օգտագործում ենք Pin 6-ը որպես տեղեկատու մուտք 567 չիպը որպես կողպեքի ուժեղացուցիչ օգտագործելու համար: Սա թույլ է տալիս մուտք գործել բազմապատկիչ `դրա մուտքերից մեկում:

Տեղեկատվական մուտքերի նկատմամբ առավելագույն զգայունություն ձեռք բերելու համար մենք գտանք, որ եթե մենք այս շղթան շեղենք մատակարարման երկաթուղու 46,6% -ից և տարողունակորեն միացնենք դրան, մենք կստանանք լավագույն արդյունքները: Կարող եք նաև փորձել տեղեկատուի ազդանշանը ուղղակիորեն դրան հաղորդել, ինչպես նշված է անջատիչով (անջատիչի փոխարեն կարող եք պարզապես թռիչքի մետաղալար օգտագործել ձեր տախտակի վրա):

Միակ մուտքի/ելքի քորոցը, որը մենք օգտագործում ենք պայմանականորեն (այսինքն ՝ այն, թե ինչպես պետք է այն օգտագործվեր), Pin 3 -ն է, որը, ենթադրաբար, պետք է օգտագործվի որպես մուտքագրում, որը մենք իսկապես օգտագործում ենք որպես մուտքագրում:

Քայլ 3. Կողպեքի ուժեղացուցիչը լավ օգտագործեք. Տեսողության օգնություն կույրերի համար

Մենք ցանկանում ենք օգտագործել կողպեքի ուժեղացուցիչը կույրերի համար տեսողության օգնություն (տեսնելու օգնություն) ստեղծելու համար:

Այստեղ գաղափարն այն է, որ մենք այն օգտագործում ենք սոնարի համար ՝ ստեղծելու դոպլերային սոնարային սենսորային համակարգ:

Չնայած նրան, որ դուք կարող եք ձեռք բերել սոնարի սենսոր որպես Arduino հավելված, մենք ընտրում ենք համակարգը ինքներս կառուցելու այս Հրահանգի առաջին սկզբունքներից ՝ հետևյալ պատճառներով.

1. Ուսանողները կսովորեն հիմնարար սկզբունքները, երբ իրենք կառուցեն իրերը.
2. Սա հնարավորություն է տալիս ուղղակիորեն օգտվել հետագա հետազոտությունների և զարգացման հումքային ազդանշաններից.
3. Համակարգը շատ ավելի արագ արձագանքող և ակնթարթային է ՝ համեմատած նախապես փաթեթավորված համակարգերի հետ, որոնք ընդամենը մի փոքր ուշացումով (ուշացումով) հաղորդում են համախմբված տեղեկատվությունը:

Տեղադրեք երկու ուլտրաձայնային փոխարկիչ սարքերը ականջակալի (ականջակալների) վրա ՝ ուղղված դեպի առաջ: Մենք սիրում ենք դրանք դնել երկու կողմերում, որպեսզի գլուխը պաշտպանի հաղորդիչին ստացողի ուղիղ ազդանշանից:

Միացրեք դրանք կողպեքի ուժեղացուցիչին `տրված սխեմայի համաձայն:

Միացրեք ուժեղացուցիչի ելքը ականջակալին: «Լրացուցիչ բաս» ականջակալների տեսակն ամենալավն է աշխատում, քանի որ հաճախականության արձագանքը տարածվում է մինչև ամենացածր հաճախականությունների վրա:

Այժմ դուք կկարողանաք լսել սենյակում գտնվող առարկաները և կառուցել սենյակի շարժվող օբյեկտների մտավոր տեսողական քարտեզ:

Քայլ 4: Մարդ-մեքենա ուսուցում

«AI- ի հայրը» ՝ Մարվին Մինսկին (նա հորինել է մեքենայական ուսուցման ամբողջ ոլորտը), Ռեյ Կուրցվեյլի (Google- ի ճարտարագիտության տնօրեն) և անձամբ ես, գրել եմ մի փաստաթուղթ IEEE ISTAS 2013 (Minsky, Kurzweil, Mann,) Խելացի վարագույրի հասարակություն », 2013) մեքենայական ուսուցման նոր տեսակի մասին, որը կոչվում է հումանիստական բանականություն:

Սա ծագում է կրելու տեխնոլոգիաներով մեքենայական ուսուցումից, այսինքն ՝ «HuMachine Learning» - ից, որի դեպքում սենսորները դառնում են մտքի և մարմնի իսկական ընդլայնում:

Փորձեք վերցնել դոպլերային սոնարի վերադարձը և դրանք տրամադրել համակարգչային համակարգի անալոգային մուտքագրմանը և գործարկել որոշ մեքենայական ուսուցում այս տվյալների վրա:

Սա մեզ մեկ քայլով կմոտեցնի Սիմոն Հայկինի ՝ ճանաչման ունակ ռադարային կամ սոնարային համակարգի տեսլականին:

Մտածեք LEM (Logon Expectation Maximization) նյարդային ցանցի օգտագործման մասին:

Տես

Ահա մի քանի լրացուցիչ փաստաթղթեր մեքենայական ուսուցման և ձագուկների փոխակերպման վերաբերյալ.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16830941

pdfs.semanticscholar.org/21d3/241e70186a9b…

arxiv.org/pdf/1611.08749.pdf

pdfs.semanticscholar.org/21d3/241e70186a9b…

www.researchgate.net/publication/22007368…

Քայլ 5. Այլ տատանումներ. Սրտի մոնիտոր

Մահվան թիվ 1 պատճառը սրտի հիվանդություններն են, և մենք կարող ենք ստեղծել կրելի համակարգ, որն օգնում է լուծել դա: Օգտագործեք երկու հիդրոֆոն կամ գեոֆոն `ձեր սեփական սրտում« տեսնելու »համար: Նույն տեխնոլոգիան, որն օգնում է կույրերին «տեսնել», այժմ կարող է շրջվել դեպի ներս ՝ ձեր սեփական մարմնի ներսում նայելու համար:

Սրտի այսպիսի մոնիտորը, որը զուգորդվում է ավանդական ԷՍԳ-ով, ինչպես նաև արտաքին տեսահոլովակով համատեքստով, ձեզ տալիս է հագնելի համատեքստով տեղյակ սրտի մոնիտոր `անձնական առողջության և անվտանգության համար:

Մեքենայական ուսուցումը կարող է օգնել կանխատեսել խնդիրները մինչև դրանք ծագեն:

Քայլ 6. Այլ տարբերակ. Հեծանիվների անվտանգության համակարգ

Մեկ այլ ծրագիր է հեծանիվների հետևի տեսողության համակարգը: Տեղադրեք փոխարկիչները դեպի հետ դեպի կողմ հեծանիվների սաղավարտի վրա:

Այստեղ մենք ցանկանում ենք անտեսել գետնի խառնաշփոթը և ընդհանրապես այն ամենը, ինչ հեռանում է ձեզնից, բայց միայն «տեսնել», թե ինչեր են շահում ձեզ վրա:

Այդ նպատակով դուք կցանկանաք օգտագործել համալիր արժեքով սոնարային համակարգ, ինչպես նշված է վերևում էլեկտրագծերի գծապատկերում:

Տեղադրեք ելքերը (իրական և երևակայական) 2-ալիքային AtoD (անալոգային թվային) փոխարկիչի մեջ և հաշվարկեք Ֆուրիեի փոխակերպումը, ապա հաշվի առեք միայն դրական հաճախականությունները: Երբ կան դրական հաճախականությունների ուժեղ դրական բաղադրիչներ, ինչ -որ բան ձեռք է բերում ձեզ: Սա կարող է ակտիվացնել ձեր հետևի տեսախցիկի հոսքի ընդլայնումը և ուշադրություն հրավիրել ձեր հետևում գտնվող օբյեկտների վրա, որոնք ձեռք են բերում ձեզ:

Ավելի լավ արդյունքի հասնելու համար հաշվարկեք ձագուկի տրանսֆորմացիան: Նույնիսկ ավելի լավ. Օգտագործեք Adaptive Chirplet Transform (ACT) և օգտագործեք LEM նյարդային ցանցը:

Տե՛ս «Խելացի պատկերի մշակում» դասագրքի 2 -րդ գլուխը, Johnոն Վայլի և որդիներ, 2001:

Լրացուցիչ հղումներ.

wearcam.org/all.pdf

wearcam.org/chirplet.pdf

wearcam.org/chirplet/adaptive_chirplet1991/

wearcam.org/chirplet/adaptive_chirplet1992/…

arxiv.org/pdf/1611.08749.pdf

www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1127523…

Քայլ 7: Այլ տատանումներ. Կույրերի համար երկակի տեսողություն ունեցող օգնություն

Օգտագործեք վերը նշված բարդ արժեքով կողպեքի ուժեղացուցիչը `ստերեոսկոպիկ ձայն ապահովելու համար` ձայնի երկու ստերեո ալիքների իրական և երևակայական ելքերով:

Այս կերպ դուք կարող եք լսել ձեր շրջապատի աշխարհի բարդ բնույթը, քանի որ մարդու լսողությունը շատ հարմարեցված է փոքր փուլային փոփոխություններին, և դա շատ հմուտ է սովորել հասկանալ դոպլերյան վերադարձի փուլային և քառակուսի ալիքների միջև եղած նուրբ փոփոխությունները: