Laboratório de Áudio e Acústica do isel
Somos uma equipa interdisciplinar de especialistas em áudio, acústica, eletrónica, processamento de sinais e inteligência artificial
Partilhamos a paixão pela engenharia e pelas coisas do som
Este espaço é vocacionado ao apoio de atividades relacionadas com o som, nomeadamente, em unidades curriculares, trabalhos finais de curso de licenciatura e mestrado, projetos de I&D. Uma importante linha de ação das atividades do Laboratório é desenvolver e fazer investigação no campo do áudio imersivo e interativo. Estamos a desenvolver uma linha de produtos de engenharia para captação do campo sonoro em 3D, por exemplo, utilizando o conceito ambisonic e multi-binaural. Estes sistemas de som são aplicados em diversos outros projetos, desde captação de sons de natureza (soundscapes), concertos musicais, estimação da direção/localização de fontes sonoras, separação e identificação de fontes sonoras utilizando técnicas de inteligência artificial, criação de som imersivo para ambientes de realidade virtual e aumentada (VR&AR) e para difusão de rádio e televisão
Outro importante objetivo é estabelecer uma ligação forte com o exterior, quer com empresas quer com outras instituições de I&D através de:
Consultoria e apoio às empresas e entidades públicas e transferência de tecnologia;
Parcerias institucionais em projetos I&D nacionais e internacionais;
Assistência técnica, fiscalização e acompanhamento de obras;
Formação profissional nas áreas do áudio e acústica;
Organização de eventos para divulgação e sensibilização pública com experiências didáticas nos diversos domínio do som;
Projeto e desenvolvimento de sistemas eletrónicos para medição e análise de som;
Desenvolvimento de aplicações informáticas de apoio à atividade de áudio e acústica;
Desenvolvimento de produto utilizando as ferramentas de simulação e teste mais atuais;
Escrita de Caderno de Encargos para trabalhos de engenharia de áudio e acústica e peritagens técnicas;
Consultoria aos municípios nas áreas da acústica e controlo de ruído no âmbito das Cidades Inteligentes e Monitorização de Ruído. Avaliação e análise do ambiente acústico utilizando uma abordagem de Inteligência Artificial ;
Projetos
Desenvolvimento de Sistemas de Áudio
TetrapusMic- Sistema de laboratório para estudo da deteção de localização de fontes sonoras e medição de ruído ambiental
FI-Sonic – Estação inteligente para monitorização de ruído e análise de eventos sonoros em cidades
FI-SonicPlat – Plataforma online de análise e visualização de resultados do sistema FI-Sonic
AudioDataLogger – Sistemas de baixo custo para monitorização de ruído e armazenamento de dados seguindo uma abordagem IoT
BinauralMic – Cabeça e torso artificial para estudos de perceção auditiva e gravação binaural
OctoauralMic – Cabeça artificial de 4 pares de ouvidos para concertos de música e VR/AR
Ambi1 – Microfone para captação de ambientes sonoros 3D para VR/AR e música
Microfone Ambisonic (FOA) introduzido por Gerzon é baseado em 4 cápsulas em uma estrutura tetraédrica.
Soundbar – Feixes de som multi-direcionais para som surround
Laser de som – Projetor de som ultra direcional
Desenvolvimento/estudo de sistema de reprodução sonora ultradirecional utilizando coluna de som Parametric Loudspeaker Array. Este conceito utiliza uma coluna de som constituída por um array de transdutores de ultrassons onde os sinais aplicados foram previamente modulados em amplitude, mais concretamente em Single Side Band With Carrier, SSBWC. Foram desenvolvidos os módulos de modulação e filtragem para construir o sinal SSBWC recorrendo a linguagem de programação C/C++. O sistema realiza a filtragem e modulação de amplitude de sinais áudio em tempo real.
Investigação & Desenvolvimento
FI-Sonic – Monitorização em contínuo de ruído ambiental & Localização e Identificação de eventos sonoros (2015-)
O projeto FI-Sonic surge enquadrado no conceito de Cidades Inteligentes (Smart Cities) que visa melhorar o conforto e bem-estar das populações dentro e nas periferias das áreas urbanas e promover o desenvolvimento sustentável. Este projeto realiza a monitorização de ruído em contínuo e tempo real e a análise de eventos sonoros através do processamento de sinais de áudio captados por uma rede de microfones.
Esta informação pode ser utilizada para diversos fins, nomeadamente para a avaliação das questões relacionadas com o ruído ambiente ou extração de informação relevante sobre eventos ocorridos em determinado local da cidade. Desta forma, este conceito pode ser utilizado para garantir a aplicação do Regulamento Geral do Ruído.
O sistema FI-Sonic constitui também um meio auxiliar de atualização periódica dos mapas de ruído e, em conjunto com estes, cria o conceito de mapas de ruído dinâmicos, uma vez que permite a visualização da evolução dos níveis de ruído ao longo do tempo.
Outro aspeto de importante refere-se à possibilidade de, em tempo útil e de uma forma precisa, localizar fontes sonoras com base na utilização de microfones de captação multidirecional e identificar tipos de sons, por exemplo, veículos ligeiros ou pesados, buzinas, ou pessoas em situação de aflição ou mesmo disparos de armas de fogo, através de padrões de som aplicando técnicas de inteligência artificial.
As últimas questões abrem caminho para uma infinidade de novas abordagens disruptivas sobre a governança de uma cidade uma vez que estes eventos sonoros podem ser utilizados com o sistema de vídeo vigilância, fazendo a sincronização entre vídeo e som. Desta forma, quando ocorre um acidente, o sistema FI-Sonic deteta a direção/localização desse evento emite um alarme e coloca imediatamente no monitor principal da sala de operação e controlo da cidade a correspondente imagem captada pela câmara de vídeo. Assim, as forças de intervenção e serviços de emergência podem atuar mais rapidamente e antecipar as tomadas de ações sobre os eventos cruciais, podendo mesmo salvar vidas. Os três principais vetores do sistema são: Medição do ruído + Deteção de eventos sonoros + Identificação de tipos de sons.
O projeto FI-Sonic diferencia-se pelo facto de utilizar, em simultâneo, a informação extraída do som para Medir, Localizar e Identificar eventos sonoros numa cidade. É como que ‘Os ouvidos da cidade’.
O projeto foi financiado pelo programa de aceleração de empresas Soul-FI, que visava o lançamento da plataforma FIWARE – Future Internet, no âmbito do Sétimo Programa-Quadro para a Investigação e Desenvolvimento, FP7.
Entidades: Entidade: Laboratório de Áudio e Acústica – Etconcept
RoomVR – Criação de espaços virtuais utilizando auralização para estudo e perceção auditiva do ambiente acústico de salas e auditórios (2015-)
Estudo e desenvolvimento de sistema para óculos de realidade virtual com audição em auscultadores que permita representar o campo sonoro 3D para fontes virtuais em movimento, utilizando a plataforma de jogos Unity3D e o motor de áudio imersivo Resonance Audio SDK.
Entidades: Laboratório de Áudio e Acústica
ORKESTRA 3D_AR – Som 3D para orquestra usando realidade Aumentada (AR)
Consumidores e fabricantes de música exigem experiências cada vez mais imersivas e interativas, o que criou uma necessidade urgente por designs, modelos e tecnologias inovadores. Neste projeto, pretendemos explorar os recursos digitais móveis existentes com base na tecnologia de Realidade Aumentada, AR, utilizando a plataforma de jogos Unity3D.
O projeto abrange o âmbito da engenharia de áudio e música, mais especificamente, ambientes sonoros 3D, acústica de salas e auralização / audição binaural e ambientes virtuais em jogos.
Explore a música de diversos instrumentos 3D que são colocados em cena formando uma orquestra, observando-os na sua própria sala por meio de mecanismos de AR. O utilizador pode caminhar em torno desses mesmos instrumentos, ouvir as diferenças de som em diferentes direções, assim como a sala, o que influencia a percepção da música, devido às reflexões do som na sala, reverberação, e nas características de diretividade do instrumento musical. Assim, o utilizador tem a percepção / perspectiva de “estar lá” no palco em uma apresentação de música ao vivo, como o músico. Esta é também uma ferramenta didática de forma que o utilizador pode silenciar, escolher e/ou movimentar alguns instrumentos no espaço, numa aula de ensaio.
Entidades: Laboratório de Áudio e Acústica
AutoMotorHelp – Deteção de falhas em motores usando padrões sonoros
A deteção de falhas em máquinas é muitas vezes feito por ‘ouvido‘. Ou seja, pela análise de padrões de som o bom ou mau funcionamento de um sistema motorizado pode em certas situações ser avaliado convenientemente.
A Manutenção Preditiva de máquinas prevê falhas, e as ações podem incluir ações corretivas, a substituição do sistema ou até a falha planeada, em oposição à manutenção baseada em Controlo de Condição, que apenas informa se algo está errado ‘aqui e agora’. Isso pode levar a grandes economias de custos (os problemas podem ser detetados à priori sem necessidade de paragem das máquinas), maior previsibilidade e maior disponibilidade dos sistemas. A Internet das Coisas (IoT) e os conceitos de big data oferecem muitas oportunidades para as indústrias gerirem a manutenção de máquinas de forma permanente e descentralizada, parte na borda (edge/fog computing) e parte na nuvem, com uma forte redução de custos. Este projeto combina algoritmos de aprendizagem automática e inteligência artificial, permitindo a deteção precoce e a previsão de mau funcionamento mecânico de máquinas. Utiliza uma abordagem de computação on edge com redes neuronais, em plataformas de baixo custo, como primeiro nível de análise de padrões sonoros de máquinas. Entidades: Laboratório de Áudio e Acústica |
BirdFly – Sistema acústico para dispersão de pássaros em plantações agrícolas e aquacultura e aeroportos
Os agricultores/aquacultores defrontam grandes problemas quando se trata de proteger as colheitas de bandos de pássaros que podem fazer estragos ou mesmo dizimar as culturas. Os danos causados e o controlo custam às economias dos países muitos milhões de euros e podem facilmente levar à falência os pequenos e médios agricultores. Diversos trabalhos de investigação concluíram que uma solução passa por utilizar sistemas que emitem sons irritantes ou vocalizações de pássaros para afugentar os bandos dos campos agrícolas. Esta abordagem pode também ser utilizada em outras situações, tais como em aeroportos, centrais solares fotovoltaicas, malha urbana, etc.. Uma abordagem com recurso ao som apresenta vantagens relativamente a outras tais como pirotecnia de alta tecnologia e utilização de venenos.
O trabalho consiste em estudar e desenvolver um sistema de baixo custo que utilize diferentes tipos de sons, ruído que causa desconforto ou imitação dos sons produzidos por aves de níveis superiores da cadeia alimentar, nomeadamente, aves de rapina. O processo de geração dos sons pode ser feito por sistema de altifalantes ou arrays de transdutores de ultrassons.
Entidades: Laboratório de Áudio e Acústica
Procuramos ativamente novas oportunidades de colaboração com empresas e instituições públicas.
Oferecemos um serviço abrangente e empenhado, começando por ouvir as necessidades das pessoas obtendo uma compreensão real dos desafios atuais e futuros.
Temos a missão de ajudar a comunidade contribuindo para um melhor desempenho dos seus projetos e obras
Notícias
Inauguração do Laboratório - 06-03-2020
Para ver…
Para ouvir…
Em baixo apresentam-se algumas gravações feitas na inauguração do laboratório com o sistema de cabeça / torso artificial. Importante: ouvir com AUSCULTADORES