Microfone visual escuta usando luz em vez de som

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 01/08/2025

Microfone visual

Pesquisadores criaram um microfone que escuta usando a luz, em vez de detectar diretamente o som.

Ao contrrio dos microfones normais, este microfone visual capta pequenas vibraes na superfcie dos objetos causadas pelas ondas sonoras, e ento as transforma em sinais audveis.

“Nosso mtodo simplifica e reduz o custo do uso da luz para capturar som, ao mesmo tempo em que possibilita aplicaes em cenrios onde os microfones tradicionais so ineficazes, como conversas atravs de uma janela de vidro,” disse o professor Xu-Ri Yao, do Instituto de Tecnologia de Pequim, na China. “Desde que haja uma passagem para a luz, a transmisso do som no necessria.”

uma autntica maravilha tecnolgica, mas tambm uma daquelas que nos lembram que a privacidade uma questo cada vez menos garantida. Mas a equipe garante que o microfone fotnico tambm pode ser usado para o bem.

“A nova tecnologia pode mudar a maneira como gravamos e monitoramos o som, trazendo novas oportunidades para muitas reas, como monitoramento ambiental, segurana e diagnstico industrial,” disse Yao. “Por exemplo, pode ser possvel falar com algum preso em um espao fechado, como uma sala ou um veculo.”

Ouvindo som com luz

Embora j tenham sido desenvolvidos diversos mtodos para detectar som com luz, aquelas solues exigem equipamentos pticos sofisticados, como lasers ou cmeras de alta velocidade. A ideia aqui foi utilizar uma abordagem de imagem computacional conhecida como imagem de pxel nico para desenvolver uma abordagem mais simples e econmica, que torna a tecnologia de deteco ptica de som mais acessvel.

Em vez dos milhes de pxeis das cmeras tradicionais, a tcnica de gerao de imagens de pxel nico captura imagens usando apenas um detector de luz, ou seja, um nico pxel. Isso impossibilita registrar uma inteira imagem de uma s vez, mas o aparato menor, mais simples e com potencial de uma sensibilidade muito maior.

Para isso, a luz da cena modulada usando padres estruturados variveis no tempo, o que feito por um dispositivo chamado modulador espacial de luz. O sensor – o pxel nico – mede a quantidade de luz modulada para cada padro. Um computador ento usa essas medies para reconstruir informaes sobre o objeto a ser fotografado.

Para aplicar essa tcnica de imageamento de pxel nico deteco de som, a equipe utilizou um modulador espacial de luz de alta velocidade, capaz de codificar a luz refletida por uma superfcie sobre a qual incide um som. O movimento vibratrio induzido pelo som sobre a superfcie causa mudanas sutis na intensidade da luz refletida, e essas mudanas so capturadas pelo detector de pxel nico.

Mas, como o objetivo no fotografar o objeto, as variaes detectadas na luz so decodificadas em som audvel.

“A combinao de imagens de pxel nico com mtodos de localizao baseados em Fourier nos permitiu obter deteco sonora de alta qualidade usando equipamentos mais simples e a um custo menor,” disse Yao. “Nosso sistema permite a deteco sonora usando itens do dia a dia, como cartes de papel e folhas, sob condies de iluminao natural, e no exige que a superfcie vibratria reflita a luz de uma determinada maneira.”

Testes e poucos dados

Para demonstrar o novo microfone visual, os pesquisadores testaram sua capacidade de reconstruir as pronncias de nmeros em chins e ingls, bem como um trecho de Para Elise, de Beethoven.

Como alvos de vibrao foram usados um carto de papel e uma folha de planta, posicionados a 0,5 metro de distncia, enquanto um alto-falante prximo reproduzia o udio.

O sistema reconstruiu um udio claro e inteligvel, com o carto de papel produzindo resultados melhores do que a folha. Sons de baixa frequncia, abaixo de 1 kHz, foram recuperados com preciso, enquanto sons de alta frequncia, maiores do que 1 kHz, apresentaram uma leve distoro, embora um filtro de processamento de sinais tenha melhorado os resultados.

Outra vantagem de usar um detector de pxel nico para registrar informaes de intensidade luminosa que ele gera um volume relativamente pequeno de dados. Isso significa que os dados podem ser facilmente baixados para dispositivos de armazenamento ou carregados na internet em tempo real, permitindo gravaes sonoras de longa durao ou at mesmo contnuas – nos testes, a taxa de dados foi de 4 MB/s.

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