Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Tsukuba ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο μέτρησης δονήσεων χωρίς επαφή, χρησιμοποιώντας μια κάμερα συμβάντων (event camera), μια τεχνολογία αισθητήρων εμπνευσμένη από τη βιολογική όραση. Εφαρμόζοντας γεωμετρική ανάλυση σε ροές δεδομένων, η ομάδα κατάφερε να ανακατασκευάσει πλήρως τις δονήσεις, επιλύοντας μια σημαντική πρόκληση στον τομέα της οπτικής δόνησης.
Πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών μεθόδων
Η νέα μέθοδος είναι πιο προσιτή και οικονομικά αποδοτική από τις τυπικές τεχνικές που βασίζονται σε λέιζερ (Laser Doppler Vibrometers), οι οποίες απαιτούν ακριβό εξοπλισμό και περίπλοκες διαδικασίες εγκατάστασης. Σε αντίθεση με τις συμβατικές κάμερες, που περιορίζονται από τον χρόνο έκθεσης και απαιτούν έντονο φωτισμό για τη λήψη δονήσεων υψηλής ταχύτητας, η κάμερα συμβάντων λειτουργεί ανεξάρτητα σε κάθε εικονοστοιχείο.
Η τεχνολογία των καμερών συμβάντων
Εμπνευσμένη από την προσαρμοστική όραση εντόμων, όπως οι λιβελούλες, η κάμερα συμβάντων καταγράφει μόνο τις αλλαγές στη φωτεινότητα κάθε pixel. Αυτό επιτρέπει την καταγραφή κινήσεων υψηλής ταχύτητας χωρίς την ανάγκη ισχυρού φωτισμού. Ενώ προηγούμενες προσπάθειες μπορούσαν να εκτιμήσουν μόνο τη συχνότητα, η νέα προσέγγιση επιτρέπει την ακριβή ανάκτηση του πλάτους και της φάσης της δόνησης.
Γεωμετρική ανάλυση και ταυτόχρονη καταγραφή πηγών
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τοπολογική ανάλυση δεδομένων και τον αλγόριθμο Mapper για να εντοπίσουν γεωμετρικά μοτίβα στα σύνθετα δεδομένα της κάμερας. Η μέθοδος αυτή επιτρέπει όχι μόνο την ανακατασκευή της πλήρους τροχιάς της δόνησης, αλλά και τον ταυτόχρονο διαχωρισμό και την καταγραφή πολλαπλών πηγών ήχου με μία μόνο κάμερα. Η εφαρμογή αυτή είναι κρίσιμη για τον έλεγχο της ασφάλειας σε κτίρια, γέφυρες, αεροσκάφη και σιδηροδρομικά συστήματα.