Li vedi in tutte le strade della città:pedoni che indossano cuffie o auricolari, i loro volti incollati ai loro telefoni mentre passeggiano ignari di ciò che li circonda.

Conosciuto come "twalking, " il comportamento non è privo di pericoli. I pedoni che indossano le cuffie spesso non riescono a sentire i segnali uditivi:clacson, grida, o il suono delle auto in avvicinamento, che segnalano un danno imminente. Di conseguenza, il numero di feriti e morti causati dal twalking negli Stati Uniti è triplicato negli ultimi sette anni. L'anno scorso, Inoltre, le morti dei pedoni negli Stati Uniti erano al loro livello più alto dal 1990.

Per contrastare questa crescente preoccupazione per la sicurezza pubblica, ricercatori del Data Science Institute, Colombia, stanno progettando un sistema di cuffie intelligenti che avverte i pedoni dei pericoli imminenti. Le cuffie sono dotate di microfoni in miniatura ed elaborazione intelligente del segnale che rileva i suoni dei veicoli in avvicinamento. Se un pericolo appare vicino, il sistema invia un segnale acustico alle cuffie del pedone. Il team di ricerca sta sviluppando prototipi e li sta testando sulle strade vicino alla Columbia. Una volta sviluppato, il sistema indossabile intelligente potrebbe aiutare a ridurre le lesioni e le vittime dei pedoni.

"Stiamo esplorando una nuova area nello sviluppo di una tecnologia economica e a bassa potenza che crea un meccanismo di allarme audio per i pedoni, "dice Fred Jiang, un membro del Data Science Institute e un assistente professore di ingegneria elettrica presso la Columbia Engineering.

Il progetto delle cuffie intelligenti ha ricevuto una sovvenzione di 1,2 milioni di dollari dalla National Science Foundation nel 2017, e da allora il team ha pubblicato due articoli per conferenze e un articolo su rivista in IEEE Internet of Things Journal sulla loro ricerca. Hanno anche ricevuto diversi riconoscimenti tra cui un premio per la migliore demo da una conferenza ACM e un premio per la migliore presentazione da una conferenza IEEE. Il team di ricerca comprende Peter Kinget, presidente del Dipartimento di Ingegneria Elettrica della Columbia e affiliato del Data Science Institute; Shahriar Nirjon, un professore di Informatica presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill; e Giosuè Nuovo, un professore di psicologia del Barnard College. Al progetto lavorano anche studenti laureati della Columbia e dell'UNC.

La ricerca e lo sviluppo delle cuffie intelligenti è complessa:comporta l'integrazione di più microfoni in miniatura nelle cuffie e lo sviluppo di una pipeline di dati a bassa potenza per elaborare tutti i suoni vicino al pedone. Deve anche estrarre gli spunti corretti che segnalano un pericolo imminente. Il gasdotto conterrà una potenza ultra bassa, circuito integrato personalizzato che estrae le caratteristiche rilevanti dai suoni utilizzando poca batteria.

I ricercatori stanno anche utilizzando le tecniche di data science più avanzate per progettare l'auricolare intelligente. I modelli di apprendimento automatico sullo smartphone dell'utente classificheranno centinaia di segnali acustici provenienti dalle strade della città e dai veicoli vicini e avviseranno gli utenti quando sono in pericolo. Il meccanismo sarà progettato in modo che le persone riconoscano l'avviso e rispondano rapidamente. Il team sta ora testando il suo design sia in laboratorio che per le strade di New York, una città nota per la sua congestione e la sua cacofonia di suoni. Nuovo, il professore di psicologia di Barnard, afferma che condurrà esperimenti percettivi e comportamentali con le persone per vedere come gli avvisi possono essere efficacemente forniti ai pedoni che camminano nelle città indossando le cuffie.

Jiang ha affermato che il suo obiettivo è sviluppare un prototipo del sistema di cuffie intelligenti alla Columbia e quindi trasferire la tecnologia a una società commerciale.

"Speriamo che una volta perfezionato, " lui dice, "la tecnologia sarà commercializzata e prodotta in serie in un modo che aiuterà le città a ridurre la mortalità dei pedoni".