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Micrófonos y sensores de sonido

El uso de micrófonos en un robot se puede hallar en dos aplicaciones: primero, dentro de un sistema de medición de distancia, en el que el micrófono recibe sonidos emitidos desde el mismo robot, luego de que éstos rebotan en los obstáculos que tiene enfrente, es decir, un sistema de sonar; y segundo, un micrófono para captar el sonido ambiente y utilizarlo en algún sentido.

En este segundo caso, hay dos razones básicas para que un robot esté provisto de un micrófono u otro sensor de sonido (como los piezoeléctricos): recibir órdenes a través de sonidos (palabra o tonos) y, un poco más avanzado, determinar la dirección de estos sonidos. Ambas opciones le dan al robot la posibilidad de interactuar de una manera muy interesante con una persona que le hable.

En sentido técnico, la implementación más básica serían aquella en la que se coloca el micrófono dentro de una bocina direccional, algo así como un concentrador parabólico de radar, de modo que haga de pantalla en todos los sentidos excepto en una dirección bien definida. Si el robot detecta un sonido (con otro sensor o con el mismo) hace girar la bocina como un radar y busca la dirección del sonido por una simple medición del máximo volumen. Es obvio que un sistema así está demasiado sujeto a errores, ya que el robot puede resultar engañado con sonidos de intensidad variable, y también puede ocurrir que el sonido no dure lo suficiente como para determinar la dirección.

La otra implementación es la más conocida en la naturaleza: el oído biaural. Básicamente, se trata de dos sensores separados por una distancia adecuada que reciben y procesan las diferencias de tiempo entre las dos señales sonoras percibidas.

Los sonidos recibidos por dos micrófonos capacitivos se amplifican en sendos circuitos. Estas señales se procesan en un microcontrolador, donde se detecta la longitud, frecuencia y diferencia de fase de las señales llegadas a los micrófonos. Se puede determinar así la dirección del sonido que ha llegado al robot.

Por otra parte, y cumpliendo una función más específica de detección y medición de tipo sonar, se encuentran, incorporados en los medidores de distancia por ultrasonidos, los receptores especializados en el rango de los ultrasonidos, que en algunos casos pueden ser —como en los medidores ultrasónicos de distancia que utilizan las cámaras Polaroid con autoranging ("autorango") para ajustar la distancia a la que se toma la fotografía— de doble uso: emisores y sensores a la vez. Su funcionamiento no es simultáneo: las dos funciones se conmutan por circuito, ya que se emite un tren de sonidos y luego se conmuta el emisor/receptor a modo de recepción, a la espera del retorno del sonido que ha rebotado en los objetos que circundan al medidor.