人工智能应用- 听声辨位：04. 仿生耳朵

2021 年 4 月，《自然·机器智能》杂志发表了一篇论文，报告了一款仿生耳朵装置，能够实现超过蝙蝠耳朵的高精度声源定位。

结构与工作方式

这款仿生装置仿制了蝙蝠耳廓的形态，并通过马达驱动模拟蝙蝠耳朵的快速摆动，从而实现高精度声源定位。如图 4.5.7 所示，马达通过一根绳子牵动人造耳廓。当马达转动时，绳子拉动耳廓产生周期性振动，从而模拟蝙蝠耳廓的运动效果。耳廓下方安装有一个麦克风，用于接收声波信号，相当于人耳的外耳道。

图 43.7: 仿生耳朵的外观。左侧是马达驱动的旋臂，通过细线牵动右侧的人工耳廓，使其产生振动以模拟蝙蝠耳廓上的多普勒效应。耳廓下方的麦克风用于接收声音信号。实验中，声源在仿生耳朵周围不同方向发出声音，收集大量不同方向的声音数据用于训练神经网络，最终得到一个灵敏的仿生耳朵。图片来源：Yin et al., 2021。

这款仿生耳朵的工作原理与蝙蝠相似。马达驱动的振动耳廓上形成了多普勒效应，从而产生频率偏移。这些频率偏移携带了声源的方位信息，通过解析这些信息即可确定声源的方向。