Básicamente, reduciendo el tono de las ondas sonoras, Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Michigan han ideado una forma de desbloquear mayores cantidades de datos de campos acústicos que nunca.

Esa información adicional podría mejorar el rendimiento de los sistemas de eco-localización y sonar pasivo para detectar y rastrear adversarios en el océano. dispositivos de imágenes médicas, sistemas de levantamiento sísmico para localizar depósitos de petróleo y minerales, y posiblemente también sistemas de radar.

"Los campos acústicos son inesperadamente más ricos en información de lo que normalmente se piensa, "dijo David Dowling, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la U-M.

Compara su enfoque para resolver el problema de la sobrecarga sensorial humana.

Sentado en una habitación con los ojos cerrados no tendría problemas para localizar a alguien que le habla a un volumen normal sin mirar. Las frecuencias del habla están en la zona de confort para la audición humana.

Ahora, imagínese en la misma habitación cuando suene una alarma de humo. Ese chillido molesto es generado por ondas sonoras a frecuencias más altas, y en medio de ellos, Le resultaría difícil localizar la fuente del chillido sin abrir los ojos para obtener información sensorial adicional. La frecuencia más alta del sonido de la alarma de humo crea confusión direccional para el oído humano.

"Las técnicas que mis alumnos y yo hemos desarrollado permitirán que casi cualquier señal se cambie a un rango de frecuencia en el que ya no esté confundido, "dijo Dowling, cuya investigación está financiada principalmente por la Marina de los EE. UU.

Los sistemas de sonar de la Armada en submarinos y barcos de superficie se enfrentan a un tipo de confusión similar cuando buscan barcos en la superficie del océano y debajo de las olas. La capacidad de detectar y localizar barcos enemigos en el mar es una tarea crucial para los buques de guerra.

Las matrices de sonar suelen estar diseñadas para grabar sonidos en rangos de frecuencia específicos. Los sonidos con frecuencias superiores al rango previsto de una matriz pueden confundir al sistema; es posible que pueda detectar la presencia de un contacto importante pero aún así no pueda localizarlo.

Cada vez que se graba un sonido, un micrófono toma el papel del oído humano, detectar la amplitud del sonido a medida que varía en el tiempo. Mediante un cálculo matemático conocido como transformada de Fourier, la amplitud del sonido frente al tiempo se puede convertir en amplitud del sonido frente a la frecuencia.

Con el sonido grabado traducido a frecuencias, Dowling pone en práctica su técnica. Combina matemáticamente dos frecuencias cualesquiera dentro del rango de frecuencia registrado de la señal, para revelar información fuera de ese rango en un nuevo, tercera frecuencia que es la suma o diferencia de las dos frecuencias de entrada.

"Esta información en la tercera frecuencia es algo que tradicionalmente no habíamos tenido antes, " él dijo.

En el caso de la matriz de sonar de un buque de la Armada, Esa información adicional podría permitir que el barco o el activo submarino de un adversario se ubicaran de manera confiable desde más lejos o con un equipo de grabación que no fue diseñado para recibir la señal grabada. En particular, rastrear la distancia y la profundidad de un adversario desde cientos de millas de distancia, mucho más allá del horizonte, podría ser posible.

Y lo que es bueno para la Marina también puede ser bueno para los profesionales médicos que investigan las áreas del cuerpo que son más difíciles de alcanzar. como dentro del cráneo. Similar, También se podrían mejorar los levantamientos sísmicos remotos que analizan la tierra en busca de depósitos de petróleo o minerales.

"La ciencia que se aplica al ultrasonido biomédico y la ciencia que se aplica al sonar de la Marina son casi idénticas, "Dowling dijo." Las ondas que estudio son escalares, o longitudinal, ondas. Las ondas electromagnéticas son transversales, pero esos siguen ecuaciones similares. También, Las ondas sísmicas pueden ser tanto transversales como longitudinales, pero de nuevo siguen ecuaciones similares.

"Hay muchos puntos en común científicos potenciales, y espacio para expandir estas ideas ".

El estudio se publica en la edición actual de Fluidos de revisión física .