Компьютерра PDA N123 (16.07.2011-22.07.2011)

На проходившей недавно в США конференции MobiSys 2011 (Девятая международная конференция по мобильным системам, приложениям и сервисам, 28 июня - 1 июля 2011, Вашингтон) несложно было заметить одну интересную закономерность. Почти на всех тематически разных сессиях прозвучали доклады об исследованиях и разработках, так или иначе связанных с отслеживанием местоположения мобильных устройств связи или с их применением для ориентации в пространстве.

В сущности, это не должно никого удивлять. Ведь смартфоны и прочие коммуникационные гаджеты уже стали практически неотъемлемой частью современного человека. А коль скоро почти для всех людей вопрос о том, где именно они находятся в тот или иной момент времени, является одним из постоянно актуальных, понятно, что мобильные устройства сейчас затачиваются под определение местоположения для всевозможных приложений, будь это безопасность, коммерция, хобби, развлечения или же просто социальное общение.

Но если об использовании мобильных телефонов для определения местоположения с помощью систем GPS, базовых станций сотовой связи или точек доступа WiFi знают почти все, то о некоторых более экзотических технологиях можно узнать на подобных специализированных конференциях. Причем не только узнать, но и непосредственно попробовать самим в деле - благо многие из таких приложений свободно распространяются через интернет.

Об одном из таких приложений, представленном в рамках MobiSys 2011 и носящем название Batphone, хотелось бы рассказать поподробнее.

Хотя возможности спутниковой навигации GPS позволяют владельцам смартфонов определять свое местоположение с весьма впечатляющей точностью, для хорошей работы технологии требуется открытый воздух. Если же дело происходит внутри большого здания, то для заплутавших в нем проблема ориентации сильно усложняется, поскольку сквозь крышу и перекрытия помещений спутниковые сигналы GPS, как правило, проникнуть не могут.

Batphone

Исследователи из американского Северозападного университета придумали альтернативный способ для определения местоположения внутри здания, научив телефон прислушиваться к окружающему акустическому фону. Созданное для этой цели мобильное приложение - программа Batphone - записывает окружающий шум в каждом конкретном помещении, помечая его соответствующим акустическим отпечатком. Потом для всех прочих посетителей здания, использующих в своих телефонах Batphone, создается уже готовая база данных с такого рода отпечатками, позволяющими быстро определять местоположение по особенностям звукового окружения. Как показали многочисленные эксперименты, это приложение действительно существенно упрощает ориентацию внутри здания.

Строго говоря, в Batphone не используется эхолокация, как можно было бы предположить из названия и логотипа программы с образом летучей мыши, знаменитой своими эхолокационными способностями. Дабы стало яснее, откуда взялось "неправильное" название, можно вспомнить, что главный разработчик новой технологии, аспирант университета Стивен Тарзя, ранее создал программное приложение, которое действительно использует ультразвуковой сонар - для определения того, находится ли пользователь рядом с компьютером (и если его нет, то программа автоматически отключает компьютерный дисплей для экономии энергии).

А затем Тарзе пришла в голову идея развить этот же примерно принцип и на мобильные телефоны. Такой аппарат обычно всегда находится рядом с владельцем, но нельзя ли телефон научить использованию сонара для определения своего местоположения? Поначалу идея выглядела не только странноватой, но и крайне сложной в реализации. По сути, от телефона требовалось излучать ультразвук, одновременно записывая и анализируя звуковое эхо, которое оказывалось чересчур громким и слишком сильно зависящим от того, в какую сторону направлен телефон.

После первых неудач Тарзя и его коллеги попытались записывать наиболее громкие акустические характеристики помещения, но этот подход не сработал. Некоторое время пытались даже ориентироваться лишь на один характерный звук, издаваемый флуоресцентными лампами. Однако наиболее эффективным оказалось самое простое решение: чисто пассивным образом прослушивать и аккуратно регистрировать фоновый шум помещения.

Приложение Batphone записывает 10 секунд фоновых шумов, которые обитатели комнаты как правило даже не замечают: звуки вентиляторов, компьютеров, систем освещения и прочих местных устройств. Затем программа анализирует, каким образом энергия звука распределена по разным частотам, и после отфильтровывания сопутствующих кратковременных звуков (типа чьих-то разговоров), создается звуковой отпечаток для опознания данного помещения.

Как комментирует результаты сам разработчик, "это был интересный исследовательский вопрос, потому что на первых порах я и сам думал, что исследование обречено на неудачу... в итоге же мы крайне удивлены тем, насколько точно и аккуратно срабатывает технология".