Vous les voyez partout dans les rues de la ville :des piétons portant des écouteurs ou des écouteurs, leurs visages collés à leurs téléphones alors qu'ils se promènent sans se soucier de leur environnement.

Connu sous le nom de "marcher, " le comportement n'est pas sans danger. Les piétons qui portent des écouteurs n'entendent souvent pas les signaux auditifs - klaxons, des cris, ou le bruit des voitures qui s'approchent, qui signalent un danger imminent. Par conséquent, le nombre de blessures et de décès causés par le twalking aux États-Unis a triplé au cours des sept dernières années. L'année dernière, de plus, les décès de piétons aux États-Unis étaient à leur plus haut niveau depuis 1990.

Pour contrer cette préoccupation croissante en matière de sécurité publique, chercheurs du Data Science Institute, Colombie, conçoivent un système d'écouteurs intelligent qui avertit les piétons des dangers imminents. Les écouteurs sont dotés de microphones miniatures et d'un traitement intelligent du signal qui détecte les sons des véhicules qui s'approchent. Si un danger apparaît à proximité, le système envoie une alerte sonore au casque du piéton. L'équipe de recherche développe des prototypes et les teste dans les rues proches de Columbia. Une fois développé, le système portable intelligent pourrait aider à réduire les blessures et les décès chez les piétons.

« Nous explorons un nouveau domaine en développant une technologie peu coûteuse et à faible consommation d'énergie qui crée un mécanisme d'alerte audio pour les piétons, " dit Fred Jiang, membre du Data Science Institute et professeur adjoint de génie électrique à Columbia Engineering.

Le projet de casque intelligent a reçu une subvention de 1,2 million de dollars de la National Science Foundation en 2017, et l'équipe a depuis publié deux articles de conférence ainsi qu'un article de journal dans Journal de l'Internet des objets de l'IEEE sur leurs recherches. Ils ont également reçu plusieurs distinctions, dont un prix de la meilleure démo lors d'une conférence ACM et un prix de la meilleure présentation lors d'une conférence IEEE. L'équipe de recherche comprend Peter Kinget, président du département de génie électrique à Columbia et une filiale du Data Science Institute; Shahriar Nirjon, professeur d'informatique à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill; et Josué Nouveau, professeur de psychologie au Barnard College. Des étudiants diplômés de Columbia et de l'UNC travaillent également sur le projet.

La recherche et le développement des écouteurs intelligents sont complexes :ils impliquent l'intégration de plusieurs microphones miniatures dans le casque ainsi que le développement d'un pipeline de données à faible consommation pour traiter tous les sons à proximité du piéton. Il doit également extraire les bons indices qui signalent un danger imminent. Le pipeline contiendra une puissance ultra-basse, circuit intégré personnalisé qui extrait les caractéristiques pertinentes des sons tout en utilisant peu d'énergie de la batterie.

Les chercheurs utilisent également les techniques de science des données les plus avancées pour concevoir le casque intelligent. Des modèles d'apprentissage automatique sur le smartphone de l'utilisateur classeront des centaines d'indices acoustiques des rues de la ville et des véhicules à proximité et avertiront les utilisateurs lorsqu'ils sont en danger. Le mécanisme sera conçu de manière à ce que les gens reconnaissent l'alerte et réagissent rapidement. L'équipe teste maintenant sa conception à la fois en laboratoire et dans les rues de New York, une ville connue pour sa congestion et sa cacophonie de sons. Nouveau, le professeur de psychologie de Barnard, dit qu'il mènera des expériences perceptives et comportementales avec les gens pour voir comment les alertes peuvent être efficacement fournies aux piétons qui marchent dans les villes avec des écouteurs.

Jiang a déclaré que son objectif était de développer un prototype du système d'écouteurs intelligents à Columbia, puis de transférer la technologie à une société commerciale.

"Nous espérons qu'une fois affiné, " il dit, "la technologie sera commercialisée et produite en masse d'une manière qui aidera les villes à réduire le nombre de piétons tués."