ACOUSTIC №16

Співпраця із IT компаніями

Зав.кафедрою Віталій Семенович Дідковський та директор IT компаній Кіра Олександрівна Рудик-Кузменко

29 березня 2017 року відбулася зустріч представників кафедри акустики та акустоелектроніки із керівництвом IT компаній Sprint-42, AUDYSSEY та Ring Labs. Метою зустрічі було встановлення корисних для обох сторін зв'язків. Наводимо головну частину "Листа про наміри", підписаного завідуючим кафедрою Віталієм Семеновичем Дідковським та головним виконавчим директором IT компаній Кірою Олександрівною Рудик-Кузьменко:

"Ми, що нижче підписалися, проголошуємо метою нашої співпраці сприяння розвитку науки в галузі інформаційних технологій, а саме: сфери штучного інтелекту, машинного навчання в Україні шляхом покращення умов навчання студентів, а саме надання сучасного необхідного обладнання для навчання студентів, надання грантів, співпраці у підготовці та проведенні спільних досліджень тощо. Даний перелік не виключає інших сфер для співпраці, які можуть виявитися у майбутньому".

Зустріч із студентами кафедри

Після підписання "Листа про наміри" був підписаний також "Договір даріння", згідно із яким кафедрі було даровано корисні та потрібні для навчального процесу речі: штори-жалюзі для аудиторій 209 та 209А, комп'ютерний проектор, екран для проектора, а також радіомікрофонну систему Shure. Остання дуже згодиться викладачам та дисертантам, оскільки часто-густо гучності їхніх голосів недостатньо, щоб забезпечити гарну розбірливість мовлення. 

Щодо штор-жалюзі - це "спасіння" для студентів та викладачів, оскільки вікна зазначених аудіторій орієнтовані на південь, й у приміщеннях навесні дуже жарко. Крім того, комп'ютерні презентації дуже погано видно - заважають прямі промені сонця, що заливають приміщення. Жалюзі, новий комп'ютерний проектор із екраном - це комплексне рішення зазначених проблем.

Кіра Олександрівна проінформувала студентів про вимоги до них як майбутніх IT-шників. Вона розказала про напрями діяльності компаній, керівником яких вона є. Звичайно, студенти з великим інтересом її слухали й задавали питання: які мови програмування потрібно знати, наскільки важливим є знання англійскої. На даний час, була відповідь, головними мовами програмування для "рядових" програмістів є С++ та Python. Проте є категорія так званих "дослідників", які мають повне право користуватися програмним інструментарієм високого рівня, таким як Matlab, Lisp та ін. Знання англійської є дуже важливим, оскільки доводиться тісно спілкуватися із американськими замовниками.

Представники Sprint-42: PR-менеджер Анна Будкевич та виконавчий директор Кіра Рудик-Кузьменко

На запитання, що саме програмується, була відповідь, що це софт для різних гаджетів та систем. Одним із прикладів є дверний відеодзвоник, котрий одночасно є елементом охоронної системи дому. Цей дзвоник наділено штучним інтелектом, оскільки потрібно розпізнавати обличчя людей, котрі намагаються увійти в дім. Створення такого штучного інтелекту і є одним із головних завдань.

Студенти кафедри на зустрічі

Інші проекти стосуються розпізнавання мовлення, виявлення ключових слів, ідентифікація дикторів - й ці завдання мають вирішувати випускники саме кафедри акустики та акустоелектроніки. Справа в тім, що реальне мовлення завжди відбувається на тлі потужних завад, головним чином у вигляді оточуючого шуму - це шум транспорту, шум вітру, голоси окремих людей та тварин та ін. Завадою є також реверберація та навіть відлуння, що мають місце у приміщеннях. Й саме інженери-акустики повинні забезпечити придушення цих завад, що суттєво знижують ефективність систем автоматичного розпізнавання мовлення.

Студенти кафедри на зустрічі

Після зустрічі гостям було продемонстровано найбільш цікаві лабораторіїї кафедри - це заглушені кімнати, в яких час реверберації сягає лише 0,1 секунди (для порівняння зазначимо, що в аудиторіях ФЕЛ час реверберації знаходиться в діапазоні 0,6 - 1,2 секунди), а рівень шуму є значно нижчим за той, що є зазвичай в приміщеннях.

Підписання домовленностей від Sprint-42

Розстаючись із гостями, домовилися про тісну співпрацю. Планується проведення семінарів та навчальних курсів за участю представників IT-шників. Мислиться, що доречним при цьому було б не тільки вивчення мов програмування та окремих спеціальних теоретичних питань, але й практичне закріплення знань шляхом моделювання різних пристроїв та систем із використанням сучасних мікроконтролерів та мікрокомп'ютерів типу Arduino, Raspberry Pi, Orange та ін.

Підписання домовленостей від кафедри

Що стосується студентів, випускників та дисертантів кафедри - для них співпраця кафедри із IT-шниками має бути могутнім стимулятором для інтенсивного навчання в університеті та надбання потрібних знань та практичних навичок.

©  Аркадій Продеус

 

Акустичне моделювання чорних дір

 Чорна діра - надвеликий астрономічний об'єкт

Чорна діра насправді не діра. Це масивний об’єкт, який має таку величезну силу тяжіння, що навіть світло не здатне вирватися за його межі. Такий собі космічний об’єкт, що всмоктує все, до чого дотягнеться своїми гравітаційними пазурами. Межу, до котрої дотягуються ці пазурі, звуть «горизонтом подій». Тобто, все що перетне горизонт подій, вже ніколи не вирветься за його межі. Отож, можна стверджувати, що чорна діра – величезний галактичний споживач, вона все всмоктує і нічого не випромінює. 

Проте це не так. 

Ще понад сорок років тому американський учений Стівен Гокінг заявив, що чорні діри таки випромінюють. Як стверджував науковець, на квантовому рівні, де панує хаос та випадковість, безперервно створюються пари частинка-античастинка. Це явище відбувається постійно, але ми нічого не помічаємо, бо вони швидко колапсують і взаємознищуються. Та коло чорної діри все куди цікавіше: якщо така пара утвориться чітко на межі горизонту подій, то одна частинка буде всмоктана дірою, а інша матиме шанс «утекти» і стане учасницею випромінення, що згодом отримало назву «випромінення Гокінга». Оскільки ми не можемо взяти чорну діру й напряму провести експеримент, питання з випроміненням Гокінга лишається відкритим. 

Але що заважає змоделювати все на Землі?  

Чорні діри схожі на стоки, в якому зникає простір, прямо як вода у зливному отворі. Простір неначе потік, і чим ближче до чорної діри, тим більша його швидкість. За межами горизонту подій простір втягується так швидко, що навіть світло не може його «перегнати». 

Водостік як простий аналог чорної діри

На основі цієї інтерпретації ще у 2008-му міжнародна група вчених на чолі з професором Ульфом Ленгардом (Ulf Leonhardt) відтворили чорну діру за допомогою 30-метрового водного каналу, потужної помпи та генератора хвиль. Появу античастинок вчені зафіксувати не змогли, зате «антихвилі» – вдалося. На отриманих відеозаписах команді вдалося віднайти сліди «антихвиль», створених на «водяному горизонту подій». Даний дослід не був повністю узгоджений із теорією. Ще багато роботи слід провести. Але основу було закладено. 

Пізніше, у 2009-му інша група вчених в Ізраїлі під керівництвом Джеффа Стейнхаєра (Jeff Steinhauer) створили першу модель акустичної чорної діри. За основу взяли конденсат Бозе-Айнштайна. Дослідники охолодили близько 100 000 атомів рубідію до температури, яка більша за абсолютний нуль на якісь мільярдні долі градуса, і помістили все це у магнітне поле. Потім за допомогою лазеру вони змусили атоми рухатися в одну точку зі швидкістю, яка перевищує швидкість звуку в середовищі. Тривало це явище всього 8 мілісекунд. Зате маємо результат: потік (або пак акустична чорна діра), що «всмоктує» звук. 

Професор Джефф Стейнхаєр та його апарат зі створення звукових чорних дір

У 2014-му році Стейнхаєр удосконалив експеримент. В журналі «Nature physics» вчений  опублікував статтю, в якій стверджував, що йому вдалося зафіксувати випромінення Гокінга для акустичної моделі чорної діри. 

«Я б не сказав, що ці дані все доводять… але це може бути дуже близько до цього», стримано прокоментував дослід Стейнхаєра Вільям Урух із Університету Британської Колумбії, що в Канаді. 

Торік на сторінках все того ж «Nature physics» все той же Джеф Стайнхаєр опублікував статтю «Спостереження квантового випромінення Гокінга і квантових заплутаностей у штучній чорній дірі». 

Джерела: 

 

  1. Про чорну діру на воді: https://phys.org/news/2008-05-black-holes.html
  2. Про першу акустичну чорну діру:  https://www.newscientist.com/article/dn17319-physicists-create-black-hole-for-sound
  3. Заявка Стенхаєра про фіксацію випромінення Гокінга: Nature Physics 10, 864–869 (2014). DOI: 10.1038/nphys 3104
  4. Про експеримент Стенхаєра у 2014-му році: https://www.newscientist.com/article/dn26366-desktop-sonic-black-hole-emits-hawking-radiation#.VDyj5FdaYeh
  5. Стаття Стейнхаєра за літо 2016-го: Nature Physics 12, 959–965 (2016). DOI:10.1038/nphys3863

 

 ©  Олександр Чайка

 

Звукоізоляція у «гвинтокрилі майбутнього»

На виставці Heli-Expo 2017 американська компанія Bell Helicopter продемонструвала прототип гвинтокрила, котрий буде слугувати «дорожньою картою для майбутнього гвинтокрилої техніки».

Звукоизоляция в вертолете будущего

Інтер'єр нових гвинтокрилів буде виконано із звуконепроникних матеріалів, тому пасажири зможуть розмовляти один з одним без навушників та мікрофонів, а з пілотом спілкуватися через спеціальне скло як в таксі та лімузинах.

В кабіні пілот керує гвинтокрилом з допомогою шлема віртуальної реальності та помахами руками у повітрі. Ніяких рукояток або штурвалу в кабині не передбачено. У пасажирів також будуть системи віртуальної реальності, за допомогою яких вони зможуть подивитися кіно під час польоту, або ж навпаки просто прибрати кабіну навколо себе, відкривши приголомшливий вид на небо і землю внизу.

Джерело: http://hyser.com.ua/tehnology/amerikantsy-pokazali-vertolet-budushhego-174268