Mimicking How the Fly Hears: a New Approach Towards Sound Source Localization

模仿苍蝇的听觉:声源定位的新方法

基本信息

  • 批准号:
    1200420
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-04-01 至 2016-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The research objective of this award is to further the fundamental understanding of the dual optimality characteristic of the super acute ear of the fly Ormia, and to use this understanding to develop novel fly-ear inspired sensor systems with optimal performance and tuning capabilities. The proposed approach is summarized as follows. First, the advantageous use of geometric nonlinearity of the sensor structure whose stiffness will be controlled by thin film piezo-electric actuators will be investigated. This approach will render sensors with unique frequency tuning capabilities for achieving optimal performance over a broad frequency range. Further, a system-on-a-chip optical detection system featuring a differential low coherence interferometric system will be developed, which enables the miniaturization of the entire sensing system. Finally, to best use the proposed sensor, biologically-inspired adaptive sound source localization and navigation will be investigated. Such an investigation is expected to help understand the fly's unique localization-lateralization scheme and bring about a new sensing paradigm for miniature robotic sound source localization.If successful, this research holds a promise to significantly impact applications in health care, safety, and defense. The learning experience of students will be enriched with innovative projects in an interdisciplinary curriculum and a new course on bio-inspired sensors. Through its integrated education and outreach activities, this research will provide opportunities to talented high school students, who will be involved in research activities at the University of Maryland to stimulate their interests in science and engineering. In addition, educational activities through the Center for Minorities in Science and Engineering and the Women in Engineering Program will help increase the involvement of minority undergraduate students in engineering.
该奖项的研究目标是进一步了解苍蝇Ormia超级急性耳朵的双重最优性特征,并利用这种理解来开发具有最佳性能和调音功能的新型Flay-Ear Inspient Inspient Sensor系统。提出的方法总结如下。首先,将研究传感器结构的几何非线性的优势,其刚度将由薄膜压电电动执行器控制。这种方法将使传感器具有独特的频率调整功能,以在广泛的频率范围内实现最佳性能。此外,将开发一个具有差异相干干涉系统的芯片光学检测系统,该系统将实现整个感应系统的微型化。最后,为了最好地使用所提出的传感器,将研究以生物学启发的自适应声源定位和导航。预计此类调查将有助于了解苍蝇的独特本地化替代方案,并为微型机器人声音源定位带来新的传感范式。学生的学习经验将在跨学科课程和生物启发的传感器的新课程中充满创新的项目。通过其综合教育和外展活动,这项研究将为有才华的高中学生提供机会,他们将在马里兰州大学参与研究活动,以激发他们对科学和工程学的兴趣。此外,通过科学和工程少数民族和工程妇女的教育活动将有助于增加少数族裔本科生在工程学方面的参与。

项目成果

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