La cancelación activa de ruido se ha convertido en una de las características más útiles de los auriculares inalámbricos modernos y, gracias a un equipo de investigadores de la Universidad de Washington, la tecnología que silencia de forma inteligente los ruidos de fondo no deseados durante una conversación pronto podría dar un gran paso adelante.
Por muy eficaz que sea la cancelación activa de ruido en productos como los auriculares inalámbricos Sony WF-1000XM4 o los auriculares Apple AirPods Max, también tiene sus limitaciones. Los métodos ANC actuales, sin importar cuántos micrófonos puedan tener algunos auriculares, siguen siendo más efectivos para eliminar los sonidos de baja frecuencia, como el rugido del motor de un avión o el estruendo de un vagón de metro. Encienda ANC en una cafetería ruidosa y aún escuchará las voces parlanchinas de las personas a su alrededor. Si bien escuchar música o un podcast ayudará a ahogar el estruendo, esa no es una solución cuando intentas tener una conversación con alguien por teléfono y luchan por escuchar tu voz entre todo el ruido.
Al igual que con muchos productos e innovaciones que estamos viendo en estos días, estos investigadores de la Universidad de Washington, que son compañeros de cuarto, se inspiraron en los meses que pasaron trabajando desde casa durante la pandemia de Covid-19. Como muchos de nosotros, lucharon por encontrar un lugar tranquilo para participar en videollamadas sin interrumpirse. Su solución fue diseñar y construir un conjunto personalizado de auriculares inalámbricos que ahora llaman ClearBuds, ya que tienen la capacidad única de hacer que la voz del usuario suene más clara al eliminar todos los ruidos de fondo.
Para prototipos con PCB personalizados y carcasas hechas con impresoras 3D, los ClearBuds ya parecen estar cerca de ser un producto listo para el consumidor. Pero si bien su diseño ciertamente está inspirado en los muchos, muchos productos de auriculares inalámbricos que ya están en el mercado, los ClearBuds funcionan de manera diferente.
Las limitaciones de Bluetooth significan que un teléfono inteligente realmente solo se conecta a un solo auricular inalámbrico, que luego envía datos al segundo auricular en el otro oído del usuario. Limita los datos que se pueden enviar de vuelta al teléfono inteligente, por lo que los auriculares inalámbricos hacen el procesamiento de cancelación de ruido ellos mismos utilizando el hardware integrado. En cambio, los ClearBuds se diseñaron con protocolos de red Bluetooth personalizados para que cada auricular envíe un flujo separado del audio capturado por sus micrófonos ANC a un teléfono inteligente receptor, con cada flujo más o menos perfectamente sincronizado. El retraso entre los dos es de solo unos 70 microsegundos.
Esto permite que una red neuronal liviana que se ejecuta en el procesador más potente de un teléfono inteligente identifique espacialmente los sonidos que provienen de diferentes direcciones y determine cuáles deben eliminarse y cuáles deben mejorarse. Imagina un escenario en el que tu compañero de cuarto está aspirando en otra habitación mientras estás en una llamada. Los sonidos del vacío que viaja desde la otra habitación llegarán a un auricular antes que al otro, mientras que los sonidos de su voz llegarán a cada auricular al mismo tiempo, dado que su boca está equidistante de ambos.
Es el mismo enfoque que usa tu cerebro para determinar de qué dirección proviene un sonido, ya que las ondas de sonido llegan a sus oídos derecho e izquierdo en diferentes momentos, incluso si la diferencia de tiempo es de solo microsegundos. Pero aquí, permite que la cancelación de ruido se procese de manera más inteligente y que se reconozca que los sonidos necesitan ser mejorados o silenciados. Todo sucede en aproximadamente 20 milisegundos, gracias a la red neuronal liviana que desarrollaron los investigadores que no necesita una supercomputadora o incluso una tarjeta gráfica de alta gama para alimentarla, solo un iPhone moderno.
La investigación se presentó hace un par de semanas en la Conferencia Internacional ACM sobre Sistemas, Aplicaciones y Servicios Móviles, y aunque promete hacer que sea mucho más fácil tener una conversación telefónica donde sea que esté, tiene algunas limitaciones.
La red neuronal depende completamente de obtener las dos transmisiones de audio separadas espacialmente, lo que significa que este enfoque para la cancelación de ruido requiere que se usen ambos auriculares en todo momento. También significa que los auriculares deben estar conectados a un teléfono inteligente, mientras que algunos usuarios han adoptado la conveniencia de conectar sus auriculares a un reloj inteligente y dejar su teléfono en casa. Pero los investigadores están trabajando en formas de hacer que el algoritmo de red neuronal que desarrollaron sea aún más eficiente, de modo que eventualmente pueda ejecutarse en procesadores dentro de los propios ClearBuds.