China cria microfone para gravar som usando luz – mesmo através de vidro e isolamento acústico

Gravar som remotamente usando um feixe de laser apontado para uma superfície vibratória é uma técnica de espionagem bem conhecida. Na China, cientistas desenvolveram um sistema mais simples para gravar som em condições à prova de som. É mais barato e fácil de implementar, sendo adequado para uso civil – por exemplo, monitorar pacientes ou resgatar pessoas sob escombros.

Configuração experimental. Fonte da imagem: Instituto de Tecnologia de Pequim

«O “microfone visual”, como os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Pequim apelidaram o desenvolvimento, capta sinais de luz e não precisa receber ondas sonoras – ele extrai o som de superfícies vibratórias que refletem a luz. Em condições de laboratório, os cientistas reconstruíram o som a partir das vibrações de um cartão-postal e das folhas de uma planta doméstica. Em ambos os casos, o processamento de sinais por máquina possibilitou a obtenção de um som nítido, comparável à gravação de um microfone comum.

«Nosso método simplifica e reduz o custo do uso da luz para gravar som, e também permite que ele seja usado em situações em que os microfones tradicionais são ineficazes — por exemplo, ao falar através de uma janela de vidro — explicam os pesquisadores. — Enquanto for possível transmitir luz, não há necessidade de transmitir som.

Tentativas anteriores de gravar som usando luz dependiam de equipamentos complexos e caros, como lasers ou câmeras de alta velocidade. A equipe na China adotou uma abordagem diferente: seu sistema utiliza tecnologia de imagem de pixel único, eliminando a necessidade de um sensor de imagem com milhões de pixels. Em vez disso, utiliza um único detector de luz e padrões de luz estruturados projetados por um modulador de luz espacial.

«A combinação de imagens de pixel único com métodos de localização baseados em transformada de Fourier nos permitiu alcançar uma detecção sonora altamente eficiente usando equipamentos mais simples e baratos, observam os cientistas. “Nosso sistema permite a detecção de sons usando objetos do cotidiano, como cartões-postais de papel e folhas de plantas domésticas, sob luz natural e sem a necessidade de revestimentos de superfície reflexivos específicos.”

Essencialmente, o método envolve a projeção de luz controlada sobre um objeto e a captura das menores mudanças no brilho da luz refletida que ocorrem quando o objeto vibra sob a influência de ondas sonoras. Essas vibrações são registradas e convertidas em um sinal sonoro por meio de algoritmos computacionais. Essa abordagem não apenas reduz custos e a complexidade técnica, como também torna a tecnologia mais acessível.

O sistema também produz um fluxo de dados relativamente pequeno – cerca de 4 MB por segundo, o que o torna adequado para gravação contínua ou de longo prazo, além de prático para armazenamento ou transmissão pela internet. Frequências altas são reconhecidas com menos precisão do que as baixas, mas são totalmente restauradas pelos algoritmos.

O método proposto abre novas possibilidades para a audição em condições que os microfones convencionais não conseguem suportar, como na comunicação através de vidros ou no monitoramento em salas à prova de som. Além disso, o sistema pode ajudar a encontrar pessoas sob escombros, quando as ondas sonoras são bloqueadas.