В МАИ создали прибор для преобразования ультразвука в слышимый диапазон

Специалисты Московского авиационного института разработали устройство для преобразования ультразвуковых волн в слышимый диапазон с сохранением структуры спектра. В первую очередь, разработку планируется применять для исследования поведения насекомых и летучих мышей. Также она будет полезна в поиске утечек газов, коронного и искрового разрядов, анализе структуры ультразвукового шума в целях охраны труда и др.

Реализацией проекта занимаются преподаватель студенческого конструкторского бюро «Сигнал» института № 4 «Радиоэлектроника, инфокоммуникации и информационная безопасность» МАИ Мария Золотенкова и старший преподаватель кафедры 410 «Радиолокация, радионавигация и бортовое радиоэлектронное оборудование» Василий Егоров. В настоящее время уже собран действующий прототип.

— Устройство предназначено для переноса в слышимый диапазон сигналов спектра 20–40 кГц, — рассказывает Мария Золотенкова. — Это позволяет проводить их дальнейшую обработку с помощью звуковых плат компьютеров или смартфонов, рассчитанных на работу с сигналами слышимого диапазона.

Собранный прототип состоит из двух компактных блоков: каждый из них помещается в ладонь. В первый блок встроены микрофон, предварительный усилитель и модуль питания с литий-полимерными аккумуляторами. Микрофон направляется непосредственно на источник ультразвука, после чего получаемый сигнал усиливается и поступает по кабелю во второй модуль, где происходит подавление спектральной области слышимых частот, а спектральные составляющие диапазона 20–40 кГц переносятся в область 0–20 кГц. Получаемый после такого преобразования сигнал человек слышит через наушники. Также он может быть записан стандартными средствами любого смартфона или компьютера.

— Нашу разработку можно использовать в решении научно-исследовательских задач в области биологии. Например, для исследования поведения пчёл, снижение популяции которых в последние годы стало актуальной проблемой для всего мира, — говорит Мария Золотенкова. — Также прибор хорошо подойдёт для исследования популяций ночных насекомых малого ареала и для некоторых технических задач, таких как поиск осиных ульев в конструктивных частях самолёта.

Особое внимание при работе над проектом было уделено сохранению структуры спектра сигнала и минимизации вносимых искажений и помех. Этим устройство МАИ отличается от единственного в России аналога, разработанного в Воронежском государственном университете.

Сейчас маёвцы занимаются модернизацией устройства, повышая его чувствительность и степень подавления частот звукового диапазона во входном сигнале, а на лето 2022 года запланированы натурные эксперименты. В дальнейших планах авторов — наладить сотрудничество с Московским зоопарком, а также с рядом биосферных заповедников и исследовательских центров.