27 Settembre 2020

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Addio notti insonni a causa di un partner ‘rumoroso’: arriva il cuscino per chi russa

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Addio a notti insonni per colpa di chi russa. A trovare il rimedio dei sogni sono stati gli studiosi della Northern Illinois University che, hanno pensato ad un ‘cuscino intelligente’ che cancella il rumore e che utilizza l’intelligenza artificiale per adattarsi anche al cambio nel modo di russare durante la notte.

Purtroppo per il momento si tratta solo di un prototipo, ma il suo funzionamento è descritto sulla rivista IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. I ricercatori non sono i primi a provare a utilizzare la tecnologia di cancellazione del rumore, ma sistemi precedenti erano istallati all’interno di testate del letto e di coperte. Il nuovo dispositivo è integrato invece direttamente nel cuscino e il sistema di cancellazione del rumore funziona rilevando i suoni e producendo onde sonore di uguale ampiezza per bloccarli.

La ricercatrice Lichuan Liu della Northern Illinois University spiega infatti che c’è un grave gap con l’approccio della testata. “La zona tranquilla è infatti centrata … lontano dalle orecchie del partner del russatore. Inoltre, una testiera è pesante, ingombrante e non portatile.”

Negli esperimenti, quando un manichino sensibile al rumore è stato posto in un letto ed è stato esposto a russare registrato, il sistema progettato da Liu e dai suoi colleghi ha ottenuto riduzioni del rumore di 31 dB e 30 dB, rispettivamente nell’orecchio destro e sinistro del manichino; al contrario, il posizionamento del sistema sulla testata ha consentito solo riduzioni di rumore di 22 dB e 21 dB.

In sostanza per cancellare un’onda sonora, occorre una seconda onda sonora di uguale ampiezza ma di fase opposta. Pertanto i sistemi di cancellazione del rumore devono rilevare il suono iniziale, tenere conto del rumore residuo (di errore) e quindi produrre onde sonore che annullino quelle originali. Seguendo questo principio un microfono di riferimento, raccoglie i fastidiosi suoni prodotti dal russare, mentre altri due microfoni captano i rumori ambientali. Quindi, un filtro adattivo crea un segnale anti-rumore appropriato, che viene poi riprodotto attraverso due altoparlanti nel cuscino di chi lo utilizza.

Per risolvere il problema della variazione di modulazione del russare durante il sonno e anche della differenza nel modo di emettere suoni da persona a persona, ricercatori sono ricorsi ad un “algoritmo adattivo” LMS. Grazie all’Adaptive LMS, il filtro in questo sistema può adattarsi alla lunghezza del russamento individuale di un individuo e rispondere a sottili cambiamenti nelle sue caratteristiche acustiche.

Liu e i suoi colleghi pianificano di utilizzare queste tecniche di machine learning anche per riconoscere i segnali di russamento che sono indicativi di disturbi del sonno, per scopi di screening e monitoraggio.