Dơi, cá voi, cá heo thuộc trong số những động vật định vị bằng tiếng vang để tạo ra bản đồ trong đầu về môi trường xung quanh. Chúng dùng bản đồ này để di chuyển và tìm thức ăn. Ở trường hợp người mù, một số người luyện được đôi tai cực thính, cho phép họ sở hữu khả năng đặc biệt đó. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã biểu diễn một thuật toán máy tính có thể sớm trang bị cho con người khả năng tương tự, tức phát ra âm thanh và nghe tiếng động phản xạ, từ đó vẽ bản đồ môi trường bằng âm thanh.
Theo báo cáo trên chuyên san PNAS, công nghệ mới có thể được sử dụng nhằm tạo ra một
trải nghiệm âm thanh chính xác hơn trong không gian ảo, chỉnh âm của các thiết kế kiến trúc (đặc biệt trong trường hợp xây dựng phòng hòa nhạc), và tái tạo cấu trúc ngôi nhà bằng tập tin âm thanh để phá án. Dần dần, vị trí của một người thậm chí cũng có thể bị tiết lộ thông qua ứng dụng định vị bằng tiếng vang trên điện thoại di động, khoanh vùng được căn phòng mà người này đang ở, do mỗi phòng đều có tín hiệu âm thanh độc nhất vô nhị. Có thể gọi đó là GPS âm khoanh vùng tần số cao.
Hệ thống hoạt động bằng cách phân tích tiếng vang từ một nguồn âm thanh đơn giản, chẳng hạn như tiếng người nói hoặc cái búng tay. Những tiếng dội này lọt vào các microphone và được xử lý bằng thuật toán, từ đó tái tạo hình dạng phức tạp của căn phòng dưới dạng hình học 3 chiều. “Thuật toán dựa trên mô hình tiếng vang gọi là mô hình nguồn”, BBC News dẫn lời Ivan Dokmanic thuộc Đại học Bách khoa Liên bang Lausanne (Thụy Sĩ). Chuyên gia này giải thích nếu nhận được tiếng dội từ một bức tường, bạn có thể dựng mô hình tiếng vang từ nguồn phát, giống như dựng nên tấm gương của nguồn phát dọc theo tường. Trong cuộc thí nghiệm, các nhà khoa học đã có thể xây dựng hình ảnh 3 chiều hoàn chỉnh của một căn phòng nhờ vào 4 microphone thu lại âm thanh dội ra từ các bức tường.
Chuyên gia Dokmanic cho biết thuật toán trên có thể phân loại tiếng vang nhận được và xác định giá trị. Ví dụ, do hiệu ứng nẩy bật, một số tiếng dội khi lọt vào microphone thực ra là tiếng vang thứ 3 hoặc thứ 4, khá tản mát và ít hữu dụng như tiếng dội cấp 1. “Kết hợp với phần phân loại tiếng vang, thuật toán có thể loại bỏ những tiếng vang phát sinh và dựng nên mô hình từ tiếng vang đầu tiên”, Dokmanic diễn giải. Những tiếng vang khởi nguồn giúp tạo ra một biểu đồ âm thanh chính xác hơn, và nó quan trọng trong thế giới ảo lẫn thế giới thật. Cho đến cách đây vài năm trước, Dokmanic cho biết những tiến bộ trong công nghệ thực tế ảo chủ yếu vẫn tập trung vào sự nhận thức về không gian thị lực, chứ không phải không gian thông qua tai nghe. Tuy nhiên, chuyên gia này cho hay quang cảnh về âm thanh cũng quan trọng như khi chúng ta nhìn thấy vì biểu hiện sai lệch của tiếng dội trong thế giới ảo có thể dễ dàng làm xáo trộn não bộ, dẫn đến kết luận nhầm lẫn.
Để cung cấp một ấn tượng chính xác về không gian ảo, chuyên gia Dokmanic nhấn mạnh điều hết sức quan trọng là cung cấp được tiếng vang đúng. Ngược lại, thuật toán có thể đóng vai trò như một hệ thống pháp y âm thanh để tái tạo không gian thật trong trường hợp cần phá án. “Bạn có thể tưởng tượng đang nắm trong tay một đoạn âm thanh được ghi nhận trong một căn phòng cụ thể, và bạn cần phải xây dựng lại căn phòng đó”, Dokmanic giải thích, “hoặc bạn có thể tưởng tượng một người nói chuyện qua điện thoại. Từ tín hiệu điện thoại hoặc âm thanh do điện thoại ghi lại được, bạn có thể tái tạo căn phòng đó”. Một ứng dụng khác là định vị trong nhà, nơi vị trí của một người có thể được xác định hoặc theo dõi, bằng cách thu thập dấu vết mà GPS để lại. Chẳng hạn, các công ty lớn, tòa nhà văn phòng, khu mua sắm và siêu thị đều muốn biết nơi khách hàng hay lui tới. Hoặc các viện bảo tàng cũng muốn xác định vị trí của một người bên trong tòa nhà và có ý đồ nào đấy với tác phẩm nghệ thuật đang trưng bày
