Peki Ama, Sesimi Nasıl Tanıyor?

Son yıllarda hızla büyüyen internet ağı ve durmadan gelişen teknolojiyi kullanmak hepimiz için son derece keyifli ve yararlı bir hale geldi. Sosyal medya, akıllı telefonlar ya da kişisel süper bilgisayarlar bunlar arasında ilk akla gelenler. Peki ama bu süper zeki teknolojik cihazların tıkır tıkır çalışabilmesi için arka planda neler oluyor?  İşte bu noktada açılımı “Nesnelerin İnterneti” olan IoT kavramından biraz bahsedebiliriz. Bu yeni kavram, akıllı teknolojik cihazlarda kullanılan ve kablosuz olarak sensörlerin, yani algılayıcıların birbirleri ile iletişimde kalmasını sağlayan akıllı bağlantılara verilen isim. Bir diğer deyişle IoT, aklımıza gelebilecek herhangi bir nesnenin, internete erişebilmesi ve oradan da başka cihazlar ile iletişim halinde kalarak veri aktarımını sağlamasıdır.

IoT, ilk olarak 1991 yılında Cambridge Üniversitesi’ndeki bir araştırmacının kahve makinesi görüntülerinin kamera sistemi aracılığıyla internet üzerinden paylaşmasıyla başladı. Geçtiğimiz 30 yılda ise bu teknoloji birçok gelişme göstererek günümüzdeki durumuna geldi. Bu teknoloji sayesinde içinde bulunduğumuz ortamdaki uygun sensörler ile neredeyse tüm bilgileri toplayabiliyoruz. Ayrıca elde edilen bu bilgileri ise istediğimiz amaçlar doğrultusunda kullanabiliyoruz. Birazda IoT’un endüstriyel alanda bize sağladığı avantajlardan bahsedelim. IoT’un insan hatasını en aza indirerek gerçek zamanlı veri aktarımını sağlamaya yardımcı olması buna örnek olarak gösterilebilir. IoT kullanılarak alınan veri ise doğru bir şekilde işlenip hedeflenen amaca uygun olarak kullanılabiliyor. Bu teknolojiyi aslında her ne kadar farkında olmasak da günlük hayatımızın birçok alanında kullanıyoruz. Bu sisteme birkaç örnek verecek olursak, akıllı duraklar, adres yönlendirme, sistemin algılanması, seslerin algılanması ve aktarımı ve son olarak robot süpürgelerden bahsedebiliriz.

Makalemizin asıl konusu olan seslerin algılanması ve ayırt edilebilmesi konusunda çeşitli bilimsel araştırmalar yapılmış. Bu çalışmaların ortak yanı, cihazların önce herhangi bir kişinin sesini algılaması ve aynı zamanda bu sesi tanıması üzerinedir. Çalışmalara ayrıca IoT teknolojisi eklenmiş ve böylelikle cihazlar daha kullanışlı hale getirilmiş.

Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nden bilim insanları, IoT ve makine öğrenimi kavramını kullanarak, ses tanıma için bir piezoelektrik akustik sensör geliştirdi. Geleneksel akustik sensörler, düşük hassasiyet, sesi tanıyabilmesi için kısa mesafeye ihtiyaç duyması ve konuşmacı sesini tanıma oranlarındaki yetersizlik gibi birtakım olumsuz özelliklere sahiptir. Ancak KAIST araştırmacıları tarafından geliştirilen bu piezoelektrik akustik sensör, eklenen mevcut teknolojisi sayesinde geleneksel sensörlerin bu tür olumsuz özelliklerini içermiyor.

Sensörün tasarım fikri, insan kulağının işitsel kısmından sorumlu olan kulak salyangozundaki baziler membrandan geliyor. Bu akustik sensör, insan kulağındaki salyangoz yapısına nazaran yalnızca membran tabakasına gömülü piezoelektrik kanallardan oluşuyor. Temel olarak, konuşmacı tarafından üretilen ses dalgaları, rezonans frekanslarda piezoelektrik kanallı zarın ilgili bölgelerinde titreşiyor ve o anda ses dalgalarının frekanslarına ayrılma işlemi başlamış oluyor. Ayrıca akustik sensör piezoelektrik yapısı sayesinde kendi gücünü de üretebiliyor.Tasarlanan sensör, referans mikrofona kıyasla %97,5 konuşmacı tanıma oranı ve %75 oranında hata azaltmayı sağlayan bir makine öğrenimi algoritmasını kullanıyor.

Bu piezoelektrik membran yapılı sensör sadece konuşma tanımayı gerçekleştirmekle kalmıyor, aynı zamanda ilginç yapısal özelliklere de sahip. Örneğin, aşırı derecede ince, esnek ve oldukça küçük boyuttadır. Bu da onun her boyuttaki cihaza kolayca uyarlanabilmesi anlamına geliyor. Sağdaki fotoğrafta akustik sensörün akıllı bir telefona yerleştirilmiş halini görebilirsiniz.

Yakın gelecekte tasarlanan bu akustik sensörler, akıllı ev uygulamalarına, mobil elektronik cihazlara ve sanal sekreterlere dahil edilebilecek. Görünen o ki, bu akustik sensörler hemen akla gelen bu uygulamalara ek olarak gündelik hayatımızın hemen her alanında da yerini alacak.

* Mobil Uygulama Geliştiricisi Esra Didem Bayar’a IoT konusundaki yardımlarından dolayı teşekkürler.