მინიატურული ტარებადი ჩამკეტი გამაძლიერებელი (და სონარის სისტემა ტარებისათვის და სხვა ..): 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

შექმენით მინიატურული დაბალბიუჯეტიანი ჩაკეტვის გამაძლიერებელი, რომელიც შეიძლება ჩასვათ სათვალის ჩარჩოებში და შექმნათ ბრმა მხედველობის სისტემა, ან ულტრაბგერითი აპარატი, რომელიც მუდმივად აკონტროლებს თქვენს გულს და იყენებს ადამიანის მანქანათმცოდნეობას, რათა გააფრთხილოს პრობლემები მათ წინაშე მოხდეს

ჩაკეტვის გამაძლიერებელი არის გამაძლიერებელი, რომელსაც შეუძლია ჩაკეტვა კონკრეტულ სიგნალზე (მითითების შეყვანა), ხოლო დანარჩენის იგნორირება. ხმაურითა და ყურადღების გაფანტვით მუდმივი დაბომბვის სამყაროში, რაღაცის იგნორირების უნარი (ანუ იგნორირება) არის ღირებული აქტივი.

კაცობრიობის მთელი ისტორიის მანძილზე აშენებული საუკეთესო გამაძლიერებელი არის PAR124A, რომელიც დამზადებულია 1961 წელს და მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი ცდილობს გადააჭარბოს ან გაათანაბროს მისი შესრულება, ვერავინ შეძლო [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf].

ჩაკეტვის გამაძლიერებლები ფუნდამენტურია სონარის, რადარის, ლიდარის და მრავალი სხვა სახის ზონდირებისთვის და კარგი, როგორც წესი, ღირს დაახლოებით $ 10, 000-დან $ 50, 000-მდე, ეს დამოკიდებულია სპეციფიკაციებზე და ა.შ.

S. Mann, სტენფორდის უნივერსიტეტი, ელექტროტექნიკის დეპარტამენტი, 2017 წ.

Cite Mann, Lu, Werner, IEEE GEM2018 გვ. 63-70

ნაბიჯი 1: მიიღეთ კომპონენტები

WearTech– ის ტარებადი კომპიუტერული სტუდენტური კლუბი ტორონტოს უნივერსიტეტში გულუხვად გადასცა ნაწილების ნაკრები ყველა სტუდენტს, რომელიც ჩაირიცხა ECE516– ში.

შეგიძლიათ შეუერთდეთ WearTech– ს და მიიღოთ ნაწილების ნაკრები, ან ალტერნატიულად, შეიძინოთ ნაწილები Digikey– დან.

მასალების ანგარიში:

• სიგნალის გენერატორი (რომელიც თქვენ კვლავ გექნებათ ლაბორატორიიდან 1 და თავდაპირველად თქვენ არ დაგჭირდებათ სრული კომპლექსური სიგნალის გენერატორი, ანუ ამ ლაბორატორიის პირველი ნაწილისთვის, ნებისმიერი შესაფერისი რეალური ღირებულების სიგნალის გენერატორი გააკეთებს);
• LM567 ან NE567 ტონის დეკოდი (8 პინიანი ჩიპი);
• რ_თ = მითითებული ძაბვის გამყოფი ზედა რეზისტორი: დაახ. 5340 ohms;
• რ_ბ = მითითებული ძაბვის გამყოფი ქვედა რეზისტორი: დაახ. 4660 ohms;
• რ_ლ = დატვირთვის რეზისტორი გამომავალი (პინ 3): დაახ. 9212 ohms;
• სამი კონდენსატორი (კონდენსატორები საცნობარო და სიგნალის შეყვანისთვის, ასევე დაბალგამტარი ფილტრის კონდენსატორი გამომავალზე);
• სურვილისამებრ კონცენტრატორები;
• გამომავალი გამაძლიერებელი, როგორიცაა TL974 (ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ საკმარისად მგრძნობიარე აუდიო გამაძლიერებელი ან ყურსასმენის გამაძლიერებელი საკმარისად მაღალი შეყვანის წინაღობით, რათა არ გადატვირთოთ გამომავალი ფილტრის კონდენსატორი);
• სხვა სხვადასხვა კომპონენტები;
• პურის დაფა ან სხვა მიკროსქემის კომპონენტები შეკრებისთვის.

გარდა ამისა, იმისათვის, რომ რაიმე სასარგებლო გააკეთოთ ჩაკეტვის გამაძლიერებელთან ერთად, მოისურვებთ მიიღოთ:

• ულტრაბგერითი გადამყვანები (რაოდენობა ორი);
• აუდიო ყურსასმენი ან დინამიკის სისტემა;
• კომპიუტერული სისტემა ან პროცესორი ან მიკროკონტროლი (ლაბორატორიიდან 1) მანქანათმცოდნეობის ნაწილისთვის.

რ_თ, რ_ბდა რ_ლ შედარებით კრიტიკულია, ანუ ღირებულებები, რომლებიც ჩვენ საგულდაგულოდ შევარჩიეთ ექსპერიმენტის საშუალებით.

ნაბიჯი 2: შეაერთეთ კომპონენტები

შეაერთეთ კომპონენტები ნაჩვენები დიაგრამის მიხედვით.

დიაგრამა არის ლამაზი ნაზავი სქემატურ დიაგრამასა და გაყვანილობის დიაგრამას შორის, ანუ ის აჩვენებს სქემის განლაგებას, ასევე იმას, თუ როგორ არის ჩართული წრე.

567 ტონის დეკოდერის გამოყენების ხერხი ზოგიერთმა მიიჩნია, როგორც შემოქმედებითი გადახვევა მისი ჩვეულებრივი ჩვეულებრივი გამოყენებიდან. ჩვეულებრივ, Pin 8 არის გამომავალი პინი, მაგრამ ჩვენ ამას საერთოდ არ ვიყენებთ. ჩვეულებრივ, მოწყობილობა ამოიცნობს ტონს და ჩართავს შუქს ან სხვა ნივთს ტონის გამოვლენისას.

აქ ჩვენ ვიყენებთ მას ისე, რაც სრულიად განსხვავდება იმ მეთოდისაგან, რომლის გამოყენებასაც ის აპირებდა.

ამის ნაცვლად, ჩვენ ვიღებთ გამომავალს პინ 1 -ში, რომელიც არის "ფაზის დეტექტორის" გამომავალი. ჩვენ ვიყენებთ იმ ფაქტს, რომ "ფაზის დეტექტორი" უბრალოდ გამრავლებაა.

ასევე, Pin 6 ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც დროის კონდენსატორის კავშირი.

ამის ნაცვლად, შემოქმედებითად, ჩვენ ვიყენებთ Pin 6-ს, როგორც საცნობარო მონაცემს 567 ჩიპის გამოსაყენებლად, როგორც გამაძლიერებელი. ეს გვაძლევს საშუალებას მივიღოთ მულტიპლიკატორი მის ერთ შესასვლელში.

საცნობარო საშუალებების მიმართ მაქსიმალური მგრძნობელობის მისაღებად აღმოვაჩინეთ, რომ თუ ჩვენ მივაკუთვნებთ მიწოდების სარკინიგზო ხაზის 46.6% -ს და შევაერთებთ მასში, მივიღებთ საუკეთესო შედეგს. თქვენ ასევე შეგიძლიათ სცადოთ მიაწოდოთ საცნობარო სიგნალი პირდაპირ მას, როგორც ეს მითითებულია გადამრთველზე (თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გამოიყენოთ ჯუმბერის მავთული თქვენს პურის დაფაზე გადამრთველის ნაცვლად).

ერთადერთი შეყვანის/გამომავალი პინი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ პირობითად (ანუ ის, რისი გამოყენებაც იგულისხმებოდა) არის პინ 3, რომელიც უნდა იყოს გამოყენებული როგორც შეყვანა, რასაც ჩვენ ნამდვილად ვიყენებთ როგორც შეყვანისთვის!

ნაბიჯი 3: გამოიყენეთ ჩაკეტვის გამაძლიერებელი კარგი გამოყენებისთვის: მხედველობის დახმარება ბრმებისთვის

ჩვენ გვსურს გამოვიყენოთ ჩაკეტვის გამაძლიერებელი უსინათლოთა ხედვის დახმარების შესაქმნელად.

აქ არის იდეა, რომ ჩვენ ვიყენებთ მას სონარისთვის, დოპლერის სონარის სენსორული სისტემის შესაქმნელად.

მიუხედავად იმისა, რომ თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ სონარის სენსორი, როგორც არდუინოს დანართი, ჩვენ ვირჩევთ სისტემის შექმნას ამ ინსტრუქციის პირველი პრინციპებიდან გამომდინარე შემდეგი მიზეზების გამო:

1. მოსწავლეები შეისწავლიან საფუძვლებს, როდესაც თვითონ შექმნიან ნივთებს;
2. ეს გაძლევთ პირდაპირ წვდომას შემდგომი კვლევისა და განვითარების ნედლეულ სიგნალებზე;
3. სისტემა ბევრად უფრო საპასუხო და მყისიერია, შედარებით წინასწარ შეფუთულ სისტემებთან შედარებით, რომლებიც უბრალოდ აცნობებენ ერთობლივ ინფორმაციას საკმაოდ დაგვიანებით (შეყოვნებით).

დააინსტალირეთ ულტრაბგერითი ორი გადამყვანი ყურსასმენზე (ყურსასმენები), წინ მიმართული. ჩვენ გვსურს მათი ორივე მხარეს განთავსება ისე, რომ თავი დაიცავს გადამცემს მიმღების პირდაპირი სიგნალისგან.

შეაერთეთ ისინი ჩაკეტვის გამაძლიერებელთან მოცემული დიაგრამის მიხედვით.

შეაერთეთ გამაძლიერებლის გამოსავალი ყურსასმენთან. ყურსასმენი "დამატებითი ბასი" საუკეთესოდ მუშაობს, რადგან სიხშირის რეაგირება ვრცელდება მთელ სიხშირეებამდე.

ახლა თქვენ გექნებათ შესაძლებლობა მოისმინოთ ოთახში არსებული საგნები და შექმნათ მოძრავი ოთახის საგნების გონებრივი ვიზუალური რუკა.

ნაბიჯი 4: ადამიანური მანქანების სწავლა

"AI- ს მამა", მარვინ მინსკი (მან გამოიგონა მანქანათმცოდნეობის მთელი სფერო), რეი კურცვეილთან (Google- ის ინჟინერიის დირექტორი) და მე, დავწერე ნაშრომი IEEE ISTAS 2013 -ში (მინსკი, კურცვეილი, მანი, " ინტელექტუალური მეცხვარეობის საზოგადოება ", 2013) ახალი ტიპის მანქანათმცოდნეობაზე, სახელწოდებით ჰუმანისტური ინტელექტი.

ეს წარმოიქმნება აცვიათ ტექნოლოგიებზე მანქანათმცოდნეობიდან, ანუ "HuMachine Learning", რომლის დროსაც სენსორები ხდება გონებისა და სხეულის ნამდვილი გაგრძელება.

სცადეთ აიღოთ დოპლერის სონარის ანაბეჭდები და მიაწოდოთ ისინი კომპიუტერული სისტემის ანალოგურ შეყვანას და გაუშვით მანქანების სწავლა ამ მონაცემებზე.

ეს კიდევ უფრო დაგვაახლოვებს სიმონ ჰეიკინის ხედვას რადარის ან სონარის სისტემის შესახებ, რომელსაც შეუძლია შემეცნება.

განიხილეთ LEM (შესვლის მოლოდინის მაქსიმიზაცია) ნერვული ქსელის გამოყენება.

იხილეთ

აქ არის რამოდენიმე დამატებითი ნაშრომი მანქანათმცოდნეობისა და ჭიკჭიკის გარდაქმნის შესახებ:

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…

ნაბიჯი 5: სხვა ვარიაციები: გულის მონიტორი

სიკვდილის ნომერ 1 მიზეზი არის გულის დაავადება და ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ ტარებადი სისტემა, რომელიც გვეხმარება ამის მოგვარებაში. გამოიყენეთ ორი ჰიდროფონი ან გეოფონი თქვენს გულში "სანახავად". იგივე ტექნოლოგია, რომელიც ბრმებს ეხმარება "დაინახონ", ახლა უკვე შინაგანად შეიძლება იქცეს, რომ შეხედონ საკუთარ სხეულს.

ასეთი გულის მონიტორი, ტრადიციულ ეკგ-სთან ერთად და გარედან გადაღებული ვიდეო კონტექსტისთვის, გაძლევთ პერსონალურ ჯანმრთელობასა და უსაფრთხოებას ტარებასა და კონტექსტში ინფორმირებული გულის მონიტორზე.

მანქანათმცოდნეობას შეუძლია პრობლემების წარმოშობამდე პროგნოზირება.

ნაბიჯი 6: სხვა ვარიაცია: ველოსიპედის უსაფრთხოების სისტემა

კიდევ ერთი პროგრამა არის ველოსიპედის უკანა ხედვის სისტემა. მოათავსეთ გადამყვანები უკანა მიმართულებით ველოსიპედის ჩაფხუტზე.

აქ ჩვენ გვსურს უგულებელვყოთ მიწათმოქმედება და საერთოდ ყველაფერი, რაც თქვენგან შორდება, მაგრამ მხოლოდ „ვნახოთ“ის, რაც თქვენზე იძენს.

ამ მიზნით თქვენ გინდათ გამოიყენოთ კომპლექსური ღირებულების სონარის სისტემა, როგორც ეს მითითებულია ზემოთ გაყვანილობის დიაგრამაში.

მიაწოდეთ შედეგები (რეალური და წარმოსახვითი) 2 არხიანი ათოდ (ანალოგურ ციფრულ) კონვერტორში და გამოთვალეთ ფურიეს გარდაქმნა, შემდეგ განიხილეთ მხოლოდ დადებითი სიხშირეები. როდესაც არსებობს ძლიერი დადებითი სიხშირის კომპონენტები, რაღაც იძენს თქვენზე. ამან შეიძლება გაააქტიუროს თქვენი უკანა კამერის ნაკადის გაფართოება, მიიქციოს ყურადღება თქვენს უკან არსებულ ობიექტებზე, რომლებიც იძენენ თქვენზე.

უკეთესი შედეგისთვის, გამოთვალეთ ჭიპის ტრანსფორმაცია. კიდევ უკეთესი: გამოიყენეთ Adaptive Chirplet Transform (ACT) და გამოიყენეთ LEM ნერვული ქსელი.

იხილეთ სახელმძღვანელოს თავი 2 "ინტელექტუალური გამოსახულების დამუშავება", ჯონ უილი და შვილები, 2001 წ.

დამატებითი ცნობები:

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…

ნაბიჯი 7: სხვა ვარიაცია: ბრმათათვის ბინურალური ხედვის დახმარება

გამოიყენეთ ზემოაღნიშნული კომპლექსური ღირებულების ჩაკეტვის გამაძლიერებელი სტერეოსკოპიული ხმის უზრუნველსაყოფად, აუდიოს ორ სტერეო არხზე რეალური და წარმოსახვითი შედეგებით.

ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ მოისმინოთ სამყაროს რთული ბუნება თქვენს ირგვლივ, ვინაიდან ადამიანის სმენა ძალიან ემორჩილება მცირე ფაზურ ცვლილებებს და ეს არის ძალიან ოსტატი იმის სწავლაში, რომ გაიგოთ დოპლერის დაბრუნების ფაზურ და კვადრატულ არხებს შორის დახვეწილი ცვლილებები.