3D打印机器人头的鸡尾酒会

想象一下鸡尾酒会上满是 3D 打印的人形机器人互相倾听和交谈。这个看似科幻的场景正是伊利诺伊大学香槟分校增强听力实验室的目标。逼真的说话(和倾听)头部对于研究人类如何接收声音和开发音频技术至关重要。

该团队将于 5 月 8 日星期一东部时间下午 12:15 在芝加哥万豪酒店的西北/俄亥俄州会议室的演示文稿“会说话和移动的 3D 打印声学头部模拟器”中描述会说话的人头模拟器市区壮丽大道酒店。该演讲是 5 月 8 日至 12 日举行的声学学会第 184 届会议的一部分。

用于改善人类听力的算法必须考虑人类头部的声学特性。例如，助听器可调整每只耳朵接收到的声音，以创造更逼真的聆听体验。为了使调整成功，算法必须真实地评估到达每只耳朵的时间与声音振幅之间的差异。

研究人类在自然环境中的听力很重要，比如鸡尾酒会，在这些地方会同时发生许多对话。

“模拟现实场景以增强对话通常需要与人类受试者进行数小时的录音。整个过程对受试者来说可能会很累，而且受试者很难在录音之间和录音期间保持完全静止，这会影响测量的声压，”该团队的学生成员 Austin Lu 说。“声学头部模拟器可以克服这两个缺点。它们可用于创建具有连续记录的大型数据集，并保证保持静止。”

由于研究人员可以精确控制模拟对象，他们可以调整实验参数，甚至可以启动机器来模拟颈部运动。

在设计和工程的壮举中，头部被 3D 打印成组件并组装，从而能够以低成本进行定制。高度精细的耳朵在不同部分装有麦克风，以模拟人类听觉和蓝牙耳机。“通话盒”或类似嘴巴的扬声器非常模仿人声。为了促进运动，研究人员特别注意颈部。因为头部设计的3D模型是开源的，其他团队可以根据需要下载修改。3D 打印成本的降低意味着制造这些头部的障碍相对较低。

“我们的声学头项目是许多具有高度不同技术背景的学生所做工作的结晶，”该团队的研究生研究员 Manan Mittal 说。“像这样的项目是跨学科研究，需要工程师与设计师合作。”

增强听力实验室还创建了轮式和滑轮驱动系统来模拟步行和更复杂的运动，他们在其网站上对此进行了描述。