06.05.2024
Подписывайтесь на Telegram-канал по ссылке

Искусственный интеллект поможет измерить шум соседей сверху

Sound prediction footstep-induced vibrations

Жильцы многоквартирных домов ежедневно сталкиваются с шумом от соседей. Шум мешает им спать, влияет на комфорт проживания, вызывает стресс, неудобства и приводит к конфликтам с соседями. Когда поступают жалобы на соседа, недостаточно доказательств уровня шума или того, кто из жильцов дома создаёт шум. Другие жильцы, выступающие посредниками в спорах, вынуждены принимать решения, основанные на субъективном мнении лица, подавшего жалобу, относительно подозреваемого в создании шума.

По результатам опроса, проведённого Корейской экологической корпорацией в 2022 году, 67,2% шума составляют шаги, 10,6% приходятся на стук молотка, 5,5% — на звук перетаскивания мебели. Численные методы, такие как статистический анализ энергии и анализ методом конечных элементов, могут быть использованы для прогнозирования звуков удара при большой нагрузке. Однако трудно измерить шум, передаваемый по стене, поскольку его распространение зависит от типа материала стен и перекрытий, такого как кирпич или гипсокартон, и размера помещения. Кроме того, методы требуют нескольких часов для вычислений. Одним из вариантов решения этой проблемы является мониторинг передаваемых звуков из соседних квартир.

Корейский институт гражданского строительства и строительных технологий, рассматривающий жалобы на шум соседей, представил метод измерения звуков шагов жителей верхних этажей с использованием модели свёрточной нейронной сети (CNN), основанной на получении вибрационных сигналов с помощью датчиков, установленных на стенах и потолках жилого здания. Учёные с помощью микрофонов и акселерометров собрали данные и сравнили производительность шума в зависимости от расположения датчиков вибрации. Они применили функцию кратковременного преобразования Фурье, используемое для диагностики состояния машин, двигателей, шестерни и подшипников, в качестве характеристики сигнала вибрации. Исследование опубликовано в журнале Applied acoustics.

Более высокая скорость ходьбы человека увеличивает длину его шага и величину пиковой силы удара. При ударе или шуме на верхнем этаже, вибрация и передаваемый звук записывались одновременно. Наибольшая точность была достигнута, когда в модели CNN использовались сигналы вибрации стен и перекрытий с частотным разрешением STFT 10 Гц. Уровень звукового давления 0,99 дБ в течение 2 с. был обозначен в качестве средней абсолютной погрешности, а значение коэффициента определения составило 0,95 дБ.

Главный исследователь Хи Гён Шин (Hye-Kyung Shin) отметила, что данные о шуме могут быть использованы в качестве базовых показателей для идентификации звука, воспринимаемого соседями как «шумный». Предлагаемый способ позволит собирать фактическую информацию о звуке удара, включая его частотные характеристики, время возникновения и громкость, и может служить индикатором для изменения поведения соседей, создающих чрезмерный шум.