РОБОТОТЕХНИКА

БИНАУРАЛЬНЫЙ СЛУХ

Есть две причины, по которым у человека и животных имеются по два уха. Первая очевидная причина — необходимая избыточ­ность.

Слух — одно из важнейших чувств, и важно, чтобы при временной при полной потере способности слышать одним ухом можно было использовать второе, однако существует более важная причина для одновременного использования обоих ушей, имеющая большое значение В Повседневной жизни. Это — возможность локализовывать звуки, которая реализуется мозгом по различиям в сигналах от каждого из ушей.

В настоящее время эта локализация используется в стереофо­нических системах. Однако она имеет и более важное для жизне­деятельности значение. У животного, использующего бинаураль­ный слух для того, чтобы избежать различных неприятностей, больше шансов выжить; следовательно, это свойство предпочти­тельно с точки зрения естественного отбора.

Однако стоит ли снабжать робот дополнительным оборудова­нием для того, чтобы придать ему бинауральный слух? Для роботов

общего назначения, наверное, этого делать не стоит, хотя для роботов специального назначения такое свойство может оказаться весьма полезным.

Если используется источник статистического шума, человек определяет направление на него сравнением времен, через кото­рые звук достигает каждого из ушей, или, по крайней мере, так нам кажется из опыта. Если разница между этими временами' мала, скажем менее 1 мс, то для статистического шума чувстви­тельность в определении направления на него очень мала.

Однако если мы слышим чистый тон (например, 1000 Гц), то определение направления непосредственно зависит от относи­тельного времени сдвига между сигналами, поступающими в ка­ждое из ушей человека. Если этот временной сдвиг искусственно монотонно изменяется, то направление на источник, отгадывае­мое слушателем, меняется с его точки зрения весьма сильно. Такой опыт можно проделать с человеком, посылая в каждое из его ушей сигналы, одинаковые по форме, но отличающиеся по времени их доведения (например, через два различных головных телефона).

В некоторых типах локационного оборудования, реагирующих на видимое или инфракрасное световое излучение, для определе­ния направления использовалась относительная сила сигналов, поступающих на два датчика. Если используется одиночный ска­нирующий датчик, то направление на источник сигнала опре­деляется по равенству амплитуды (а, возможно, также и фазы) двух сигналов, приходящих к двум точкам механического раз­вертывающего устройства. Другая простая возможность для устройств, в которых применяется механическая развертка, состоит в определении направления максимального сигнала с помощью высоконаправленного приемника; при этом исполь­зуется, например, параболический сканирующий рефлектор.

Реально используемый способ определения направления в ка­ждом конкретном случае зависит от задания, которое должен выполнять робот, и сомнительно, что для первых роботов общего назначения потребуется бинауральный слух.

Если снабдить робот двумя или более ушами, то способность его к определению направления можно использовать для выбора направления, в котором робот должен быть обращен «лицом», или направления поворота его «головы». Для этого, разумеется, необходимо, чтобы выходной сигнал от ушей робота поступал на соответствующую систему управления движением, и возможно, что в связи с этим возникнет задача сервостабилизации, что опять- таки нежелательно использовать в первых роботах общего назна­чения. Способностью определять, направление вперед-назад, за­ложенной в форме наружного уха, снабдить ухо робота нетрудно; при этом возможен достаточно широкий диапазон различных полярных диаграмм чувствительности к направлению звука.

В ряде случаев было бы выгодно расположить уши не на го­лове, а на теле робота или даже в его руке. Для некоторых типов роботов может оказаться полезной подобная радиолокационной способность летучих мышей избегать препятствия, излучая и воспринимая ультразвуковые колебания.