एआई-उन्नत शोर दमन के साथ जीवन बचाना

एआई कई चीज़ें कर सकता है। अब तक, हम इसकी क्षमताओं और संभावनाओं से काफी हद तक अवगत हैं। फिर भी, जब हम एआई-उन्नत शोर दमन के साथ जीवन बचाने के बारे में सुनते हैं, तो हमें आश्चर्य होता है! हालांकि, यह अब कल्पना या अनुमानित वास्तविकता का मामला नहीं रहा। नवीनतम शोध एक नवीन एआई-आधारित शोर दमन प्रणाली UAV द्वारा प्रभावी पीड़ित पहचान के लिए। यह प्रणाली विशेष रूप से प्राकृतिक आपदाओं के घटनाओं में उपयोगी साबित होती है। 

एआई-उन्नत शोर दमन: UAV के मूल्य प्रस्ताव को बढ़ाना

मानव रहित हवाई वाहन (UAV) ने खोज और बचाव मिशनों में परिणाम दिखाकर अपनी महत्ता सिद्ध की है, जो बड़े पैमाने पर भूकंप जैसी प्राकृतिक आपदाओं के बाद महत्वपूर्ण और कुशलता से पूरा करना कठिन हो जाता है। ऐसी आपदाओं के बाद, भूकंप के सबसे स्पष्ट परिणामों में से एक उत्पन्न मलबे की मात्रा है।

हालांकि, UAV अपने प्रोपेलर के कारण काफी मात्रा में ध्वनि उत्पन्न करते हैं। यह ध्वनि, अक्सर शोर के रूप में मानी जाती है, दुर्भाग्यवश मलबे के नीचे से आने वाले मानव ध्वनियों को दबा देती है, जो मदद के लिए पुकार रहे होते हैं। इस समस्या को संबोधित करने के लिए, यहाँ चर्चा की जा रही वैज्ञानिक नवाचार इस UAV शोर को प्रभावी रूप से दबाने और मानव ध्वनियों को बढ़ाने में मदद करता है। इस समाधान की नींव एक अत्यंत शक्तिशाली एआई मॉडल है जिसे GANs या जेनरेटिव एडवर्सेरियल नेटवर्क्स कहा जाता है। 

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GANs कैसे काम करते हैं?

GANs द्वारा उपयोग किया जाने वाला एआई मॉडल विभिन्न प्रकार के डेटा को सटीकता से सीख सकता है। इस मॉडल की यह विशेषता शोधकर्ताओं/डेवलपर्स द्वारा UAV प्रोपेलर ध्वनि डेटा के विभिन्न प्रकारों को सटीक रूप से सीखने के लिए उपयोग की गई। 

इन ध्वनियों को सीखने के बाद, सीखा हुआ मॉडल UAV प्रोपेलर की समान ध्वनि उत्पन्न कर सकता था। इस ध्वनि को छद्म-UAV ध्वनि कहा गया। 

अंतिम समाधान यह था कि इस छद्म-UAV ध्वनि को UAV के ऑनबोर्ड माइक्रोफ़ोन द्वारा कैप्चर की गई वास्तविक ध्वनि से घटाया जाए। परिणामस्वरूप ऑपरेटर स्पष्ट और सही रूप से आसपास से आने वाली मानव ध्वनियों को सुन और पहचान सकता था।  

इस तकनीक और उसके विकास तंत्र को वैज्ञानिक समुदाय से बहुत प्रशंसा मिली। यह पारंपरिक शोर दमन प्रणाली की तुलना में कई लाभ प्रदान करता था। 

उदाहरण के लिए, यह संकीर्ण आवृत्ति सीमा में UAV शोर को अधिक सटीकता से दबा सकता था। यह वास्तविक समय में UAV शोर के उतार-चढ़ाव के अनुसार अनुकूलित होने के लिए पर्याप्त लचीला भी साबित हुआ। 

इसके अलावा, समाधान का परीक्षण यह दर्शाता है कि यह मानव ध्वनि स्तर को काफी हद तक बढ़ा सकता है। नए समाधान के लाभों और यह भविष्य के खोज और बचाव मिशनों के लिए क्यों लाभदायक हो सकता है, का सारांश देते हुए, शिबौरा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर चिंथका प्रेमा चंद्र ने कहा:

“ध्वनि मिश्रण से UAV प्रोपेलर शोर को दबाते हुए मानव आवाज़ की सुनने योग्यता को बढ़ाना एक कठिन शोध समस्या प्रस्तुत करता है। UAV शोर की परिवर्तनशील तीव्रता, विभिन्न उड़ान गतियों के साथ अप्रत्याशित रूप से बदलती है, जिससे ऐसा सिग्नल-प्रोसेसिंग फ़िल्टर विकसित करना जटिल हो जाता है जो मिश्रण से UAV ध्वनि को प्रभावी रूप से हटा सके। हमारा सिस्टम प्रोपेलर ध्वनि को प्रभावी रूप से पहचानने और इन समस्याओं को हल करने के लिए एआई का उपयोग करता है।”

शोर दमन के क्षेत्र में काफी शोध किया गया है। उनमें से एक उल्लेखनीय शोध लफ़बरो विश्वविद्यालय से आया। इसे Sonobex नाम दिया गया, यह विश्वविद्यालय का समाधान पर्यावरणीय शोर द्वारा उत्पन्न स्वास्थ्य जोखिमों को संबोधित करता है, जिसमें टिनिटस और सुनने की हानि, कम रक्तचाप, और हृदयवाहिनी रोग शामिल हैं। यह बच्चों में संज्ञानात्मक क्षति और हमारी नींद, मानसिक और सामाजिक कल्याण को भी बाधित करता है। 
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Sonobex: शहरी वातावरण के लिए शोर निरोधक संरचनाएँ

Sonobex अधिकांश पर्यावरण शोर निरोधक समाधानों के सामने आने वाली मुख्य चुनौतियों में से एक को संबोधित करता है: कमरे में हवा और प्रकाश के मुक्त प्रवाह को रोकें बिना शोर को कम करना। इस शोध ने ध्वनिक मेटामटेरियल्स, विशेष रूप से सॉनिक क्रिस्टल्स, का अन्वेषण किया, ताकि सिलेंड्रिकल रॉड्स की एरेज़ में उन्हें व्यवस्थित करके प्रभावी शोर बाधाएँ बनाई जा सकें। 

शोधकर्ताओं ने देखा कि इस विधि से अवरुद्ध ध्वनि आवृत्ति की सीमा को बदलना संभव था। इस खोज ने समाधान की अधिक उपयोगिता को जन्म दिया। शोर बाधाओं का उपयोग निर्माण, उद्योग, परिवहन, और ऊर्जा उत्पादन में किया जा सकता है।

क्योंकि अंतराल समायोज्य था, दो बाधाओं के बीच पर्याप्त स्थान छोड़कर हवा और प्रकाश के प्रवाह को सुगम बनाया जा सकता था। यह प्रवाह उपकरणों की वायु-शीतलन के लिए भी अवसर प्रदान करता था।

अक्सर, वास्तुशिल्पीय समाधान सौंदर्यात्मक श्रेष्ठता प्राप्त करने में बाधा बनते हैं। यह समाधान इस बात में मुक्त है कि इसे विभिन्न सामग्रियों से निर्मित किया जा सकता है। 

वास्तुकार विभिन्न विकल्पों का अन्वेषण कर सकते थे। उदाहरण के लिए, शोर निरोधक को खिड़की के कवर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। यह एक महत्वपूर्ण मूल्य-वृद्धि थी क्योंकि पवन लोड अक्सर पारंपरिक ठोस शोर बाधाओं के लिए समस्या बनता था। उन्हें पर्याप्त समर्थन की आवश्यकता होती थी। इस प्रणाली में अंतराल और पवन पारगम्यता कारक ने इस समस्या को कम करने में मदद की। 

यह समाधान प्रयोगशाला के परे अपनी मूल्यता सिद्ध करता है, क्योंकि यह कार्यात्मक, लागत-प्रभावी, पर्यावरण-मैत्रीपूर्ण और स्वास्थ्य व कल्याण के लिए उपयुक्त बन गया। 

वास्तव में, Sonobex ने अपने नवाचार जीवनकाल में कई पुरस्कार प्राप्त किए। इसे ईस्ट मिडलैंड्स डेवलपमेंट एजेंसी, इंजीनियरिंग और फिजिकल साइंसेज़ रिसर्च काउंसिल (EPSRC), Innovate UK, और रॉयल एकेडमी ऑफ़ इंजीनियरिंग से शोध निधि मिली।

वास्तविक जीवन में इस नवाचार की व्यावहारिकता स्पष्ट रूप से तब प्रदर्शित हुई जब जनवरी 2017 में डच इंजीनियरिंग और मैन्युफैक्चरिंग कंपनी Merford ने इसे अधिग्रहित किया। उत्पाद की विश्वसनीयता बढ़ाते हुए, Sonobex ने ISO 9001:2005 गुणवत्ता आश्वासन प्रमाणन प्राप्त किया, जिससे उसका बाजार स्थान और मजबूत हुआ। इसके बढ़ते स्वीकृति और प्रभावशीलता का प्रमाण है कि Sonobex के NoiseTrap ध्वनिक पैनल अब यूरोप के विभिन्न स्थलों पर बढ़ती उपयोगिता पा रहे हैं।

जॉस्ट वर्टूरन, कॉरपोरेट डेवलपमेंट के निदेशक, Merford के अनुसार:

“Sonobex ने बिल्कुल वही प्रदान किया जो Merford – शोर नियंत्रण में साठ से अधिक वर्षों के अनुभव के साथ – खोज रहा था।”

Merford जैसी कंपनियां, जो ध्वनि और शोर कमी के व्यवसाय में सक्रिय हैं, लगातार Sonobex जैसे समाधान की तलाश में रहती हैं। अब, हम आने वाले खंडों में ऐसी कंपनी- और व्यवसाय-प्रेरित शोर दमन और निराकरण उत्पादों की जाँच करेंगे। 

#1. ThinkLabs’ ThinkBox: सबसे शोरगुल वाले वातावरण में ध्वनि सुनने वाला स्टेथोस्कोप 

स्टेथोस्कोप रोगी का सही समय पर निदान करने के लिए सबसे समय- और संसाधन-प्रभावी तरीके से आवश्यक होते हैं। हालांकि, उच्च-शोर वाले वातावरण में, जैसे कि युद्धक्षेत्र में अस्थायी उपचार केंद्र में, या हवाई जहाज में, चिकित्सा पेशेवर के लिए रोगी की शारीरिक ध्वनियों को सुनना कठिन हो जाता है। 

ThinkLabs, स्टेथोस्कोप का एक प्रसिद्ध निर्माता, इस समस्या को हल किया स्टेथोस्कोप तकनीक को अत्यधिक उन्नत तरीके से पुनः उपयोग करके। डिवाइस, अन्य विशेषताओं के साथ, पाँच विभिन्न फ़िल्टरों वाली फ़िल्टरिंग तकनीक के साथ आता है। यह कुछ ध्वनियों को प्रभावी रूप से फ़िल्टर कर सकता है और केवल आवश्यक ध्वनि को सुनने के लिए छोड़ता है। 

परियोजना में शामिल बायोमेडिकल इंजीनियर चार्ल्स हार्डिंग के अनुसार: 

“पाँच फ़िल्टरों में से, दो हृदय फ़िल्टर हैं, जो केवल हृदय ध्वनियों को अलग करने के लिए काम करते हैं; दो फेफड़े फ़िल्टर हैं, जो श्वास के इनहेल और एक्सहेल ध्वनि को लक्षित करते हैं; और एक ब्रॉडबैंड फ़िल्टर है, जो मेडिकल टीमों को द्वितीय राय निदान और प्रशिक्षण के लिए ध्वनियों को रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है।”

ब्रॉडबैंड फ़िल्टर तीन उद्देश्यों की सेवा करता है: टेलीमेडिसिन, टेलीमॉनिटरिंग, और टेलीमेंटोरिंग। स्टेथोस्कोप के माध्यम से ध्वनि को रिकॉर्ड करना और इसे दूसरे चिकित्सा पेशेवर को भेजना संभव है ताकि उनकी सहायता या सलाह मिल सके। डिवाइस डिपार्टमेंट ऑफ़ डिफेंस के एरोकैडिकल पेशेवरों को घायल सैनिकों का अधिक प्रभावी उपचार करने में मदद कर रहा है। 
सेंटरल, कोलोराडो, संयुक्त राज्य में स्थित, Thinklabs एक निजी इकाई है जिसे 1991 में क्लाइव स्मिथ ने स्थापित किया था। कंपनी की अनुमानित वार्षिक आय लगभग US$16 million है।

#2. Qualcomm की स्वामित्व वाली इको कैंसलिंग और शोर दमन तकनीक

Qualcomm (QCOM ) की cVc इको कैंसलिंग और शोर दमन तकनीक ब्लूटूथ स्टीरियो हेडसेट या ईयरबड्स का उपयोग करके वॉयस कॉल करने पर प्रभावी सिद्ध होती है। यह अपने क्लियर वॉयस कैप्चर (CVC) तकनीक के माध्यम से परिवेशीय शोर, सड़क शोर, और पास में लोगों की बात करने से उत्पन्न शोर को हटाकर स्पष्ट आवाज़ प्रसारित करता है। 

Qualcomm की cVc तकनीक एल्गोरिदम का एक समूह है जो वॉयस कॉल के ट्रांसमिशन और रिसीविंग पाथ पर काम करता है और रिसीवर के स्थान की परवाह किए बिना इष्टतम आवाज़ गुणवत्ता प्रदान करता है। इसकी इको-कैंसलिंग विशेषता सुनिश्चित करती है कि ध्वनिक इको को कम किया जाए, जिससे अधिक प्राकृतिक द्विपक्षीय बातचीत हो सके।

यह समाधान लगातार आवाज़ गुणवत्ता भी सुनिश्चित करता है, पैकेट लॉस और बिट एरर कंसिलमेंट की चुनौतियों को पार करते हुए। यह सुनिश्चित करता है कि कमजोर RF कनेक्टिविटी आवाज़ गुणवत्ता में बाधा न बनें। इसमें कई अन्य सुविधाएँ भी हैं जो उपयोगकर्ता अनुभव को बढ़ाती हैं, जैसे ऑटोमैटिक गेन कंट्रोल, सेंड/रिसीव इक्वलाइज़र, कम्फर्ट नॉइज़ प्रॉपर्टीज, हाउलिंग कंट्रोल, नॉनलाइनियर प्रोसेसिंग क्षमताएँ, एडैप्टिव इक्वलाइज़र, ऑक्सिलियरी स्ट्रीम मिक्सिंग, फ़्रीक्वेंसी-एन्हांस्ड स्पीच इंटीग्रेटेबिलिटी, और बहुत कुछ। 

उपलब्ध नवीनतम वित्तीय डेटा के अनुसार, Qualcomm ने US$9.9 billion GAAP राजस्व के रूप में 24 दिसंबर, 2023 को समाप्त तिमाही में अर्जित किया। GAAP EPS US$2.46 था। 

#3. Silentium की एक्टिव नॉइज़ कंट्रोल तकनीक (ANC) 

Silentium को एक्टिव नॉइज़ कैंसलेशन तकनीक अनुसंधान क्षेत्र में एक उच्च-स्तरीय नवप्रवर्तक के रूप में जाना जाता है। इसके समाधान स्रोत की परवाह किए बिना, चाहे वह ओवन हुड, वेंटिलेशन सिस्टम, कार इंजन, या शोरगुल वाला ट्रेन हो, ध्वनि का 90% तक हटाने में सक्षम हैं। 

Silentium द्वारा विकसित एक्टिव नॉइज़ कंट्रोल तकनीक एक विघटनकारी ध्वनि प्रबंधन समाधान है। इसके एल्गोरिदम वास्तविक समय में शोर स्पेक्ट्रम में बदलावों का अनुकूलन कर सकते हैं। 

अंतिम समाधान आकार में छोटा, लागत में कम, और निम्न/मध्यम-आवृत्ति शोर के लिए अत्यधिक प्रभावी है। यह घर, कार्यालय, और औद्योगिक कार्यस्थलों सहित कई अनुप्रयोगों में सफल व्यावसायिक समाधान प्रदान करने में सक्षम है। यह ऑटोमोटिव और परिवहन उद्योगों दोनों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। 

समाधान अपनी डिलीवरी मैकेनिज्म में अनोखा है, क्योंकि यह सक्रिय शोर को स्रोत से या व्यक्तिगत शांति क्षेत्रों को बनाकर कम कर सकता है। इन क्षेत्रों को क्वाइट बबल्स कहा जाता है। 

उपलब्ध नवीनतम जानकारी के अनुसार, Silentium लगातार अपने एक्टिव अकौस्टिक्स सॉफ़्टवेयर के विकास और रोल‑आउट स्तर को बढ़ा रहा है। 

कंपनी ने कुल लगभग US$63 million की राशि के साथ अपनी सीरीज़ डी फंडिंग राउंड बंद की। इस में से US$63 million, US$20 million उसके विस्तारित सीरीज़ डी राउंड का हिस्सा था, जिसे मेनोरा मिवताचमिन और मेइटाव डैश ने नेतृत्व किया। 

वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक्स नेता Molex भी शामिल निवेशकों में से एक था। निवेश प्रवाह के बारे में बात करते हुए, Silentium के सीईओ योएल नोअर ने कहा: 

“हम नए साझेदारों का स्वागत करते हैं जो ध्वनि विज्ञान के प्रति समान जुनून साझा करते हैं और व्यक्तिगत ध्वनि स्थानों के माध्यम से गोपनीयता और कल्याण को बढ़ाने के मूल्य को देखते हैं। इस नए निवेश के साथ, हम वाहन निर्माताओं और ऑटोमोटिव सप्लायर्स के लिए अपने एक्टिव अकौस्टिक्स सॉफ़्टवेयर समाधान के विकास और रोल‑आउट को बढ़ाएंगे – विशेष रूप से क्योंकि इलेक्ट्रिक और स्वायत्त गतिशीलता के नए युग में NVH आवश्यकताएँ विकसित हो रही हैं।”

शोर की समस्या को रोकना

यूरोपीय पर्यावरण एजेंसी (EEA) ने शोर प्रदूषण को मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण दोनों के लिए एक प्रमुख समस्या के रूप में मान्यता दी है। EEA की पर्यावरणीय शोर पर रिपोर्ट दिखाती है कि यूरोप की जनसंख्या का बीस प्रतिशत दीर्घकालिक शोर स्तरों के संपर्क में है जो उनके स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हैं। 

यह महाद्वीप में 100 मिलियन से अधिक लोगों में अनुवादित होता है। रिपोर्ट कहती है कि दीर्घकालिक शोर संपर्क विभिन्न स्वास्थ्य प्रभावों का कारण बन सकता है, जिसमें हृदयवाहिनी और मेटाबोलिक सिस्टम पर नकारात्मक प्रभाव शामिल हैं। 

अनुमानों के अनुसार, पर्यावरणीय शोर प्रति वर्ष 48,000 नई इस्केमिक हृदय रोग मामलों और 12,000 समय से पहले मृत्यु का कारण बनता है। यह 22 मिलियन लोगों को लगातार उच्च कष्ट से और अतिरिक्त 6.5 मिलियन लोगों को लगातार उच्च नींद बाधा से पीड़ित करता है। यह आश्चर्यजनक है कि 12,500 स्कूल बच्चे विमान शोर के कारण स्कूल में पढ़ने में बाधा का सामना करते हैं। 

विश्व स्वास्थ्य संगठन द्वारा किए गए अध्ययनों के अनुसार, शोर स्वास्थ्य समस्याओं का दूसरा सबसे बड़ा पर्यावरणीय कारण है, जो वायु प्रदूषण के बाद दूसरा स्थान रखता है। 

हमारी जनसंख्या को शोर प्रदूषण के हानिकारक प्रभावों से सुरक्षित रखना एक आवश्यकता है जिसे हम अनदेखा नहीं कर सकते। एआई जैसी अन्य विकसित तकनीकी प्रतिमानों के साथ सहयोग बनाकर शोर‑दमन अनुसंधान को मजबूत करने की तत्काल आवश्यकता है। अच्छी बात यह है कि इस दिशा में पहले से ही महत्वपूर्ण प्रयास किए जा रहे हैं।