Μεταφέροντας δεδομένα με μουσική

Ένα μουσικό κομμάτι που αποθηκεύει δεδομένα στις νότες του συνέθεσαν επιστήμονες από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Ζυρίχης. Η εργασία τους, που παρουσιάστηκε στο πρόσφατο 44ο Διεθνές Συνέδριο για την Ακουστική, την Ομιλία και την Επεξεργασία Σήματος του διεθνούς Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (ΙΕΕΕ) στο Μπράιτον, ανοίγει τον δρόμο για την έξυπνη «επικοινωνία» των ηλεκτρονικών συσκευών που διαθέτουν μικρόφωνο με ένα κομμάτι μουσικής.

Σύνδεση στο WiFi μέσω μουσικής

Για να κρύψουν δεδομένα πίσω από τις νότες, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ευρέως διαδεδομένη τεχνική, η οποία χρησιμοποιείται στις τηλεπικοινωνίες με σκοπό να ενσωματώσει την ψηφιακή πληροφορία σε συχνότητες που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση πληροφοριών.

Η τεχνολογία αυτή που ονομάζεται OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, στο ασύρματο δίκτυο που αξιοποιούμε για να συνδεθούμε στο Διαδίκτυο. Με τη συγκεκριμένη τεχνική, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν μέχρι και 200 bps (bits per second – bits το δευτερόλεπτο) σε ένα κομμάτι μουσικής. Ο αριθμός αυτός αντιστοιχεί σε 25 γράμματα, κάτι που έδωσε την έξυπνη ιδέα στους επιστήμονες να ενσωματώσουν σε ένα κομμάτι μουσικής έναν κωδικό WiFi.

Πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί αυτό το έξυπνο μουσικό κομμάτι; «Θα μπορούσε να είναι πολύ εύχρηστο σε ένα ξενοδοχείο» εξηγεί ο Σάιμον Τάνερ, διδακτορικός ερευνητής που εμπλέκεται στο ερευνητικό σχέδιο. Κι αυτό επειδή όταν μπαίνει κάποιος επισκέπτης σε ένα δωμάτιο ξενοδοχείου, η μουσική που παίζει από τα ηχεία θα μπορεί να στέλνει τον κωδικό WiFi στο κινητό κι αυτό να συνδέεται αμέσως στο Διαδίκτυο, χωρίς ανθρώπινη διαμεσολάβηση.

Κρύβοντας τις πληροφορίες

Για να συμβεί όμως κάτι τέτοιο, θα πρέπει η πληροφορία που ενσωματώνεται στο μουσικό κομμάτι να μην αλλοιώνει τη μελωδία, κάτι που δεν είναι ακόμη αυτονόητο με τα τεχνολογικά μέσα που διαθέτουν οι επιστήμονες. Μέχρι στιγμής, μόνο η ενσωμάτωση πληροφορίας με ρυθμό μετάδοσης 200 bps ανά κομμάτι μπορεί να διασφαλίσει κάτι τέτοιο.

Ο δρ Τάνερ σημειώνει στην ιστοσελίδα του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Ζυρίχης ότι «θεωρητικά θα μπορούσαμε να ενσωματώσουμε πληροφορία με πολύ μεγαλύτερο ρυθμό μετάδοσης. Ωστόσο όσο αυτός αυξάνεται τόσο η ποιότητα της πληροφορίας εξασθενεί». Παράλληλα, σε μεγάλους ρυθμούς μετάδοσης η μελωδία του κομματιού αλλοιώνεται.

Για να αποφύγουν την τροποποίηση της μελωδίας, οι ερευνητές αφενός χρησιμοποίησαν μικρούς ρυθμούς μετάδοσης, αφετέρου «έκρυψαν» τις συχνότητες που μεταφέρουν την πληροφορία πίσω από νότες που ακούγονται έντονα σε σχέση με τις υπόλοιπες. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει ο διδακτορικός φοιτητής Μάνιουελ Αϊχελμπέργκε, που συμμετείχε στη μελέτη, «όταν ακούμε μία έντονη νότα, δεν αντιλαμβανόμαστε άλλες πιο χαμηλές νότες με ελαφρώς υψηλότερη ή χαμηλότερη συχνότητα. Αυτό σημαίνει πως μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις έντονες νότες ενός κομματιού για να κρύψουμε την ηχητική πληροφορία».

Κι αν εμείς δίνουμε μεγαλύτερη σημασία σε συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων, το έξυπνο τηλέφωνό μας μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να «ακούει» συχνότητες από 9.8-10 Hz. Έτσι, αντικαθιστώντας στο κομμάτι αυτό το εύρος με την πληροφορία που επιθυμούν, οι επιστήμονες δημιούργησαν έναν δίαυλο επικοινωνίας μεταξύ κινητού και μουσικού κομματιού.

Το αποτέλεσμα της έρευνας είναι εντυπωσιακό, αφού η μπάντα του Πανεπιστημίου (ETH Big Band) εκτέλεσε ένα κομμάτι στο οποίο οι ερευνητές ενσωμάτωσαν την… ηλεκτρονική διεύθυνση του δελτίου Τύπου που αφορά την έρευνά τους.

Μια έρευνα που ανοίγει τον δρόμο για τη δημιουργία διαύλων επικοινωνίας μεταξύ μιας πηγής ήχου και των ηλεκτρονικών συσκευών που διαθέτουν μικρόφωνα.