En analysant intelligemment les résultats, l'algorithme peut en déduire la forme, la taille et la disposition d'une pièce, ainsi que de repérer en présence d'objets ou de personnes. Les résultats sont affichés sous forme de flux vidéo qui transforme les données d'écho en vision tridimensionnelle.

Une différence clé entre la réussite de l'équipe et l'écholocation des chauves-souris est que les chauves-souris ont deux oreilles pour les aider à naviguer, tandis que l'algorithme est réglé pour fonctionner avec des données collectées à partir d'un seul point, comme un microphone ou une antenne radio.

Les chercheurs disent que la technique pourrait être utilisée pour générer des images via potentiellement n'importe quel appareil équipé de microphones et de haut-parleurs ou d'antennes radio.

La recherche, décrit dans un article publié aujourd'hui par des informaticiens et des physiciens de l'Université de Glasgow dans la revue Lettres d'examen physique , pourrait avoir des applications dans la sécurité et la santé.

Dr Alex Turpin et Dr Valentin Kapitany, de la School of Computing Science et de la School of Physics and Astronomy de l'Université de Glasgow, sont les principaux auteurs de l'article.

Le Dr Turpin a déclaré :" L'écholocation chez les animaux est une capacité remarquable, et la science a réussi à recréer la capacité de générer des images tridimensionnelles à partir d'échos réfléchis de différentes manières, comme RADAR et LiDAR.

"Ce qui distingue cette recherche des autres systèmes, c'est que, Premièrement, il nécessite des données provenant d'une seule entrée - le microphone ou l'antenne - pour créer des images en trois dimensions. Deuxièmement, nous pensons que l'algorithme que nous avons développé pourrait transformer n'importe quel appareil avec l'un ou l'autre de ces kits en un appareil d'écholocalisation.

"Cela signifie que le coût de ce type d'imagerie 3D pourrait être considérablement réduit, l'ouverture de nombreuses nouvelles applications. Un bâtiment pourrait être sécurisé sans caméras traditionnelles en captant les signaux réfléchis par un intrus, par exemple. La même chose pourrait être faite pour suivre les mouvements des patients vulnérables dans les maisons de soins infirmiers. Nous pourrions même voir le système utilisé pour suivre la montée et la descente de la poitrine d'un patient dans les établissements de santé, alerter le personnel des changements dans leur respiration."

L'article décrit comment les chercheurs ont utilisé les haut-parleurs et le microphone d'un ordinateur portable pour générer et recevoir des ondes acoustiques de l'ordre du kilohertz. Ils ont également utilisé une antenne pour faire de même avec des sons de radiofréquence dans la gamme des gigahertz.

Dans chaque cas, ils ont collecté des données sur les réflexions des ondes prises dans une pièce alors qu'une seule personne se déplaçait. À la fois, ils ont également enregistré des données sur la pièce à l'aide d'une caméra spéciale qui utilise un processus appelé temps de vol pour mesurer les dimensions de la pièce et fournir une image à basse résolution.

En combinant les données d'écho du microphone et les données d'image de la caméra de temps de vol, l'équipe a « entraîné » son algorithme d'apprentissage automatique sur des centaines de répétitions pour associer des retards spécifiques dans les échos aux images. Finalement, l'algorithme avait suffisamment appris pour générer ses propres images très précises de la pièce et de son contenu à partir des seules données d'écho, en lui donnant la capacité « comme une chauve-souris » de sentir son environnement.

La recherche s'appuie sur les travaux antérieurs de l'équipe, qui a entraîné un algorithme de réseau de neurones pour créer des images tridimensionnelles en mesurant les réflexions des éclairs de lumière à l'aide d'un détecteur à un seul pixel.

Le Dr Turpin a ajouté :« Nous avons maintenant pu démontrer l'efficacité de cette technique d'apprentissage automatique algorithmique utilisant la lumière et le son, ce qui est très excitant. Il est clair qu'il y a beaucoup de potentiel ici pour ressentir le monde de nouvelles manières, et nous sommes impatients de continuer à explorer les possibilités de générer davantage d'images haute résolution à l'avenir. »

Le papier de l'équipe, intitulé "Imagerie 3D à partir d'échos temporels multi-trajets, " est publié dans Lettres d'examen physique .