ääni

Tähtitieteilijät ilmoittivat alkuvuodesta löytäneensä Trappist-1 -tähden ympäriltä seitsemän kiertolaista. Ne ovat kaikki jotakuinkin Maan kokoisia, ja osa vieläpä kiertää tähteä alueella, jolla voisi olla nestemäistä vettä. Kerroimme asiasta jo aiemmin Tiedetuubissa.

Trappist-1:n planeetat ovat myös tiukassa resonanssissa toistensa kanssa: Kun niistä uloin kiertää tähden ympäri kahdesti, sisemmät ehtivät pyrähtää tasan 3, 4, 6, 9, 15 ja 24 kierrosta.

Vierekkäisten planeettojen kiertoaikojen suhteet ovat siis hyvin yksinkertaisia murtolukuja välillä 3/5 - 3/4.

Tampereen teknillisen yliopiston Audiotutkimusryhmä on tallentanut jokapäiväisiä ääniä tietokantaa varten Tampereella ja Helsingissä. Ääniä kerättiin kaikenlaisissa tavallisissa ympäristöissä, kuten puistoissa, kaduilla, kodeissa, toimistoissa, kaupoissa sekä ravintoloissa.

Mukana on esimerkiksi ohi ajavien autojen ääniä, kävelevien tai puhuvien ihmisten ääniä, lintujen laulua sekä lasten ääniä.

Tietokanta auttaa kehittämään automaattista äänten tunnistusta, mikä puolestaan auttaa tekemään kuulevia laitteita, kuten kännyköitä, itseohjautuvia autoja ja robotteja.

"Kuulevat laitteet ymmärtävät, mitä niiden kuulemat äänet tarkoittavat, ja osaavat esittää siihen perustuvaa tietoa käyttäjälle", selittää tutkijatohtori Annamaria Mesaros TTY:n signaalinkäsittelyn laitokselta.

"Käyttökohteita voi keksiä laajasti, esimerkiksi kuulovammaisten hälytysjärjestelmät kotiympäristössä sekä vaikkapa melulähteiden tai syrjäisten lintupopulaatioiden monitorointi."

Julkaistu tietokanta on suurin arkisten äänten tietokanta, sillä siinä on miltei kymmenen tuntia ääntä. Tietokanta on avoin kaikille tutkijoille, jotka haluavat käyttää sitä työssään.

"Tietokanta tulee olemaan tärkeä tutkimusyhteisölle", jatkaa Mesaros. 

"Näin suurta kokoelmaa ei ole aiemmin ollut saatavilla, sillä aineiston kerääminen ja nimikoiminen vaativat paljon aikaa ja työtä."

"Osa tietokannan äänityksistä on annotoitu eli nimikoitu erityisen tarkasti niin, että yksittäiset äänilähteet sekä niiden tapahtumahetket äänitteistä on tunnistettu Tämän tyyppiset yksityiskohtaiset annotaatiot mahdollistavat tarkkojen automaattisten tunnistusmetodien kehityksen."

Käynnissä kansainvälinen kilpailu

Tietokannan julkaisun myötä TTY tukee datan avointa saatavuutta ja edistää yhteistyötä muiden alalla tutkimusta tekevien instituutioiden kanssa.

Audiotutkimusryhmä järjestää lisäksi kansainvälisen kilpailun, jolla se tukee alan huipputekniikan kehitystä ja uusia innovaatioita. Kilpailuun liittyvä työpaja järjestetään Budapestissä syyskuun alussa. Kilpailu ja työpaja järjestetään yhteistyössä brittiläisten Queen Mary University of Londonin ja University of Surreyn sekä ranskalaisen Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes -instituutin kanssa.

Parhaan äänten tunnistusmenetelmän palkinnosta kilpailee yli 150 osallistujaa 79 kansainvälisestä yliopistosta ja yrityksestä.

"Jännittävää nähdä, millaisia tunnistusmenetelmiä keräämämme tietokanta on poikinut", Mesaros toteaa.

Artikkeli perustuu Tampereen teknillisen yliopiston tiedotteeseen.

Hetulavalaiden tiedetään laulavan, vaikka niillä ei äänijänteitä olekaan. Ääni syntyy päälaella sijaitsevien puhallusaukkojen yhteydessä olevissa onkaloissa, joissa ilmanpaine vaihtelee. Näin syntyy hyvin matalataajuista ääntä, joka kulkeutuu satojen kilometrien päähän.

Tutkijoille on kuitenkin ollut arvoitus, miten valaat kuulevat. San Diegon valtionyliopistossa tehdyn tutkimuksen perusteella valaiden kuulon kannalta keskeinen ruumiinosa on niiden kallo. Ted Cranford ja Petr Krysl tutkivat sillivalaan luustoa ja tuli siihen tulokseen, että kallon luut värähtelevät matalia ääniä vastaavilla taajuuksilla ja välittävät värähtelyt edelleen korvan kuuloluihin. 

Tutkimus liittyy myös merten "äänisuojeluun". Monet ihmisen toimet, kuten meriliikenne, öljynetsintä ja -poraus sekä sotaharjoitukset synnyttävät ääniaaltoja, joiden taajuus on samalla alueella valaille ominaisten äänten kanssa. Ne haittaavat valaiden kommunikointia toistensa kanssa ja tekevät uhanalaisten lajien elämän entistä tukalammaksi.

Suojelutoimien ja niitä koskevan lainsäädännön kannalta on kuitenkin ollut ongelmallista, että valaiden kuuloaisti on tunnettu hyvin huonosti. Tuoreessa tutkimuksessa tehtiin tarkka kolmiulotteinen tietokonemallinnus valaan päästä – luineen, lihaksineen, aivoineen ja aistielimineen kaikkineen – ja sen avulla tarkasteltiin äänen kulkua valaan kehossa. 

Amerikkalaistaiteilija Evan Holm on tehnyt 2000-luvun alusta alkaen erilaisia tekniikkaa ja taidetta yhdistäneitä teoksia, ja hänen uusin keksintönsä on upottaa levysoitin veden alle. Kyllä, se toimii sielläkin – kunhan vain levysoitin on tehty siten, että vesi ja sähkö eivät pääse keskenään tekemisiin toistensa kanssa.

Vesitiivis levysoitin on teoksessa keinotekoiseksi lammeksi muotoillun vesialtaan sisällä siten, että levy pyörii juuri pinnan alla ja se saa pyöriessään aikaan kauniin pyörteen vesipintaan. Levysoittimessa on neula vartensa päässä, ja kun se asetetaan levypinnalle, kuuluu musiikki aivan samaan tapaan kuin normaalisti: ääni syntyy neulan seuratessa levyssä olevaa uraa ja muuttaa värähtelyt sähkösignaaliksi ilman ilmaa. Ainoa ero vedettömään levyn soittamiseen on se, että neula painuu levyä vasten veden alla hieman heikommin veden nosteen vuoksi, mutta tätä Holm kompensoi pienellä lisäpainolla.