Prix EPFL de doctorats 2016 – Ivan Dokmanić

« Pour le développement des outils théoriques, algorithmiques et expérimentaux pour résoudre les problèmes inverses acoustiques en utilisant la géométrie des distances Euclidiennes, ouvrant ainsi de nouveaux champs d’investigations et d’applications. »

Les chauves-souris naviguent en écoutant des échos, tout comme les icônes populaires. Dans une superproduction hollywoodienne de 2008, Batman et ses alliés utilisent les échos enregistrés par des téléphones portables à l’insu des citoyens pour visualiser les espaces à travers la ligne: la réalité n’est pas si loin de la fiction, dans le sens où les formes géométriques et les échos sont inextricablement liés. Nous exploitons cette relation pour réaliser des choses intéressantes et peut-être inattendues, comme par exemple entendre la forme des pièces.

Nous développons d’abord le tri des échos. Imaginez une chauve-souris omnidirectionnelle qui évolue à l’intérieur d’une pièce en écoutant les échos des ultrasons qu’elle émet, sans avoir aucune idée de leur provenance. Pour deviner la géométrie de la pièce, cette créature improbable doit associer chaque écho au mur qui lui correspond—autrement dit, elle doit trier les échos. Nous montrons ensuite comment utiliser les échos triés pour reconstruire la forme de salles de classe et de cathédrales, localiser par un simple claquement de doigts plusieurs microphones dans des pièces dont la géométrie est inconnue, se localiser avec un seul capteur omnidirectionnel, et localiser des objets derrière des murs. Ces prouesses sont hors de portée des méthodes traditionnelles. Nous montrons aussi comment les échos peuvent améliorer l'acquisition de la parole avec des "récepteurs acoustiques en râteau". L'idée est d'écouter derrière les sources indésirables en utilisant les échos des sources visées, et de combiner ces échos pour améliorer le signal. Notre méthode—l’utilisation des échos comme ami—diverge des approches conventionnelles qui peinent à se débarrasser d'eux.