Credit: Pixabay/ CC0公共域麦克风可能是世界上最常见的电子传感器，估计有3.2亿人在世界上的智能扬声器中收听我们的命令。问题是他们也能听到其他任何声音。但是现在，密歇根大学的一组研究人员开发了一种系统，可以通知智能家居——或者监听打开智能扬声器的信号——而不会偷听到声音。
这种被称为“私人麦克风”的设备的关键是频率高于人类听觉范围的超声波。运行中的洗碗机、电脑显示器，甚至手指按扣，都会产生超声波，频率为20千赫或更高。我们听不到它们——但是狗、猫和猫可以。
该系统将我们周围的超声波信息拼凑在一起，以识别何时需要其服务，并感知周围发生的事情。研究人员已经证明，它能够以超过95%的准确率识别家庭和办公室活动。
“在很多情况下，我们希望我们的家庭自动化系统或我们的智能扬声器能够理解我们家里发生的事情，但我们不一定希望它能听到我们的对话，”U-M电气工程和计算机科学副教授Alanson Sample说。“我们发现，你可以拥有一个能够理解正在发生的事情的系统，并能保证它永远不会记录任何听觉信息。”
普适计算+隐私
隐私可以过滤掉设备上的听觉信息。这使得它比加密或其他安全措施更安全，加密或其他安全措施会在音频数据录制后采取措施保护音频数据，或者限制谁可以访问它。这些措施都可能使敏感信息容易受到黑客攻击，但在隐私保护下，这些信息根本不存在。
虽然智能扬声器是一个显而易见的应用，但研究团队设想了许多其他应用，虽然不太常见，但可能更重要。例如，室内超声波设备可以监测老年人家中需要帮助的迹象，监测呼吸系统患者的肺功能，或者倾听临床试验参与者的声音信号，以发现药物副作用或其他问题。
Sample说:“一次在某人家里放置几个月的传统麦克风可以给医生提供比以前更丰富的信息，但患者只是不愿意用今天的技术做到这一点。“但是超声波设备可以让医生和医学院前所未有地了解病人的真实生活，让病人更容易接受。"
PrivacyMic背后的想法始于团队对以前录制的音频进行分类时。看着数据的可视化图表，他们意识到声音只是可获得的一小部分。
“我们意识到，我们坐拥许多被忽视的有趣信息。电子工程和计算机科学的研究生雅莎·伊拉万奇(Yasha Iravantchi)说，她是一篇新研究论文的第一作者。
聆听超声波
凭借这一洞察力、一台笔记本电脑和一个超声波麦克风，该团队随后开始工作，从刷牙、冲厕所、吸尘、运行洗碗机、使用电脑显示器和数百种其他常见活动中捕捉音频。然后，他们将超声波信号压缩成更小的文件，其中包含关键的信息，同时去除人类听觉范围内的噪声——有点像超声波MP3——并构建了一个基于树莓皮的设备来监听它们。
该设备可以设置为过滤语音或去除所有可听内容，在95%以上的时间内准确识别常见活动。研究小组还进行了一项试验，研究参与者听着设备发出的声音，发现没有一个参与者能发出人类的声音。
虽然该设备在现阶段是一个概念证明，但Sample表示，在智能扬声器等设备中实现类似技术只需要做一些小的修改——可以监听超声波声音的软件和能够拾取声音的麦克风，这些都很便宜，而且很容易获得。虽然这种设备可能还要几年时间，但该团队已经通过U-M技术转让办公室申请了专利保护。
“如今的智能技术是一个全有或全无的命题。你可以什么都没有，也可以拥有一台能够持续录音的设备，”Sample说。“PrivacyMic提供了另一层隐私——如果您愿意，您可以使用音频与设备进行交互，或者您可以使用另一种设置，让设备无需拾取音频即可收集信息。”
这篇论文的题目是“隐私:利用不可听见的频率进行隐私保护的日常活动识别。”研究人员于5月1 2日在计算系统中人的因素的ACM CHI虚拟会议上展示了它。
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