WAVE - G2

Proposta

Como visto nos dois últimos posts do blog, para a G2 da disciplina foi proposto que os alunos conceituassem uma tecnologia inovadora que envolva os sentidos. Neles, também apresentei minhas 3 ideias iniciais com as quais gostaria de trabalhar, um óculos de AR que poderia ser usado para medir as dimensões dos objetos, um livro com telas em suas páginas e um fone que permite um controle dos sons do ambiente.

No último post, comecei a desenvolver a ideia do fone e, aqui, termino toda a conceituação do produto.

Conceito

Resumidamente, o produto idealizado é um fone de ouvido idêntico a um headphone convencional, porém, ele, junto de um app para celular, permite que o usuário escolha quais sons do ambiente chegarão aos seus ouvidos assim como o volume de cada um. Esse fone também teria a funcionalidade de amplificar sons sutis do ambiente, permitindo que o usuário tenha outra perspectiva do ambiente ao seu redor.

O nome dado ao fone foi WAVE, por se tratar de um aparelho que, por lidar com sons, interage diretamente com a onda que os define.

Pesquisa

Em um primeiro momento, foi feita uma pesquisa para encontrar produtos similares e tecnologias que seriam aproveitadas pelo WAVE. Assim, comecei pesquisando sobre o funcionamento de fones de cancelamento de ruído, capazes, em alguns casos, de cancelar todos os sons externos.

O funcionamento é relativamente simples, esses fones possuem microfones para captar os sons ambientes e certa capacidade de processamento para inverter as ondas sonoras. Essas ondas sonoras invertidas são então reproduzidas pelo fone, cancelando o som original.

Durante essa pesquisa, encontrei um produto similar à minha ideia, os Hearphones da Bose. Essa empresa já é bem conhecida pois, além de ser uma das maiores no mercado de cancelamento de ruído, foi a responsável por criar esse conceito. Dessa forma, foi uma ótima referência para meu projeto.

Os Hearphones são fones de ouvido do tipo earbud capazes de cancelar os sons ao redor exceto conversas, assim, é possível conversar plenamente mesmo que o usuário tenha algum problema auditivo leve ou caso o ambiente seja barulhento.

Esses fones mostraram que já existe tecnologia capaz de identificar sons individualmente, mesmo que, no caso, sejam apenas vozes, dessa forma a ideia por trás do WAVE é bem realista.

Outra pesquisa feita, por sugestão do professor, foi sobre o funcionamento de softwares de edição de áudio, pois muitos são capazes de, por exemplo, identificar o vocal de uma música e removê-lo. Isso sempre foi algo que eu nunca entendi, então foi bem interessante descobrir como o processo é feito. O princípio é bem similar ao do cancelamento de ruído, porém, depende da forma como a música foi gravada, pois o procedimento consiste em separar a música em duas faixas stereo (uma para a caixa de som esquerda e outra para a direita), inverter a polaridade de uma delas, assim como no fone, e transformá-las em faixas mono. Porém, como as músicas geralmente são gravadas com os instrumentos em stereo e os vocais em mono, apenas a voz é cancelada, pois é, originalmente, igual nas duas faixas (esquerda e direita). Dessa forma, esse procedimento não funcionaria no WAVE, pois depende da forma de gravação da música e não das propriedades de cada som.

Caso esteja curioso, aqui está um vídeo que explica o procedimento no Audacity:

No que diz respeito à captura de som, necessária para não só o cancelamento mas para a identificação de cada som, as pesquisas giraram em torno de microfones e técnicas de gravação binaurais, ou seja, que dão a sensação de áudio 3D stereo, passando a ideia de posição e distância.

Nesse tipo de gravação, são utilizados pelo menos dois microfones de alta-fidelidade distantes 18 cm um do outro, simulando a distância de nossos ouvidos. Porém para conseguir um efeito mais realista, é necessário usar microfones com orelhas falsas, pois, por conta do formato, as orelhas captam sons de uma maneira diferente dos microfones. Além disso, algumas vezes, uma cabeça de manequim é usada para garantir que as ondas sejam redirecionadas de uma maneira mais realista (o que acaba tornando o equipamento um pouco perturbador).

Funcionamento

O WAVE, como foi dito na parte do conceito, é um fone de ouvido que permite que o usuário não só escolha quais sons do ambiente deseja ouvir, mas também qual o volume de cada um deles. Para isso ele utiliza dois microfones para captar os sons do ambiente e suas respectivas direções. Depois dessa captura, os fones, com base na escolha do usuário, produzem uma onda invertida para cancelar determinado som, além disso, caso o usuário deseje que determinado barulho tenha mais prevalência, o fone irá reproduzir esse som no volume desejado.

Tudo isso é controlado por meio de uma aplicativo de celular.

Esse aplicativo também disponibilizaria alguns modos para o usuário, como, por exemplo, um que priorize a fala das pessoas, para facilitar conversas em locais barulhentos, ou um que dê destaque a sons da natureza.

Como foi visto na fase de pesquisa, para que exista uma boa qualidade de áudio e cancelamento, são necessários microfones de alta-fidelidade posicionados em cada lado do fone. Por conta desse posicionamento é possível fazer gravações binaurais, assim, no momento que determinado som for reproduzido pelo fone aqui desenvolvido, ele virá da mesma direção que o som real foi captado.

A presença desses dois microfones também ajuda no processo de identificação dos sons por parte do fone, pois, como cada um deles captará determinado barulho com intensidades diferentes, devido ao posicionamento, é possível comparar esses valores para isolar o som do contexto geral. Por exemplo, em uma situação na qual existe uma obra à esquerda do usuário e pássaros à direita, o fone, detectando que cada ruído é predominante em um lado, pode deduzir que se tratam de sons distintos. Para que isso ocorra, o fone apresenta certa capacidade de processamento, que também possibilita a presença de uma inteligência artificial para garantir uma detecção, interpretação e cancelamento precisos. Considerando os Hearphones da Bose, citados na pesquisa, essa tecnologia não se encontra muito distante.

Imagens

Para visualizar como seria o uso do aplicativo, criei essas telas no Illustrator. Tive inspiração em uma postagem da Manuela Quaresma no classroom da aula de ergonomia, na qual ela mostrou um nova tendência de UI que tem aparecido no Dribbble (que pode ser vista aqui). Achei muito interessante e quis fazer uns testes com essa estética, então aproveitei essa G2 para isso.

A tela inicial do app apresenta quais sons o WAVE está detectando e suas respectivas direções. Nessa tela o usuário pode ligar e desligar o fone e acessar os modos predefinidos. Ele também pode, com um toque, habilitar ou desabilitar cada som, caso o usuário toque e segure por um tempo determinado ícone, ele entrará em uma página de controle específica do som.

Na página de controle, o usuário pode regular o volume, a frequência, indo da mais grava à mais aguda, e de qual lado do fone o som aparecerá com maior destaque.

Além das simulações das telas, fiz uma visualização no Blender de como o WAVE seria. Mais uma vez aproveitei essa aula para aprender mais sobre assuntos que eu gosto.

Cenário

A seguir estão algumas imagens que levam em consideração o contexto e o cenário de uso:

O usuário, em busca de um lugar calmo para trabalhar, senta em uma rua, onde consegue escutar sons da natureza, como pássaros e grilos, que ajudam na sua concentração.

Depois de um tempo, começa um engarrafamento na rua ao lado e os sons dos carros começam a atrapalhar, os sons da natureza perdem destaque e o usuário se sente irritado.

O usuário coloca o fone WAVE, abre o aplicativo, cancela o som dos carros e aumenta os da natureza.

Agora, sem os barulhos dos carros, o usuário continua o trabalho em um ambiente sonoro de seu agrado.

Fotos originais de Andrea Piacquadio no Pexels

Esse foi o desenvolvimento da minha ideia de um produto que utiliza os sentidos de forma inovadora, espero que tenha gostado, muito obrigado por ler!