MATLAB e Simulink consentono a ingegneri, ricercatori e scienziati di progettare, prototipare e testare apparecchi acustici e impianti cocleari nel rispetto delle normative e degli standard del settore. È possibile convalidare i prodotti MATLAB e Simulink per le normative FDA/CE e conformarsi a standard quali IEC 62304 nel processo di sviluppo.
Con MATLAB e Simulink, è possibile:
- Sviluppare algoritmi avanzati di elaborazione di segnali digitali (DSP) con test in tempo reale
- Addestrare, convalidare, ottimizzare e integrare modelli di intelligenza artificiale (IA) negli apparecchi acustici
- Progettare e simulare sistemi a segnali misti in presenza di rumore, jitter di clock e altri disturbi
- Progettare e testare sistemi di comunicazione wireless a bassa latenza e a basso consumo energetico
- Creare e verificare progetti ASIC per applicazioni DSP, IA e wireless
"In Sonova, ingegneri provenienti da background diversi utilizzano MATLAB e Simulink come linguaggio condiviso per progettare sistemi innovativi di elaborazione di segnali. La progettazione Model-Based e la prototipazione rapida in tempo reale ci consentono di mantenere il ritmo di sviluppo dei prodotti richiesto dal nostro settore".
Utilizzo di MATLAB e Simulink
per gli apparecchi acustici
Sviluppo di algoritmi DSP avanzati con test in tempo reale
Con MATLAB e Simulink è possibile creare e simulare filtri e algoritmi DSP con l'aiuto di applicazioni interattive. Inoltre, la progettazione Model-Based consente di testare immediatamente gli algoritmi su hardware in tempo reale per una valutazione delle prestazioni cliniche. Dopo aver identificato gli algoritmi più affidabili tramite la prototipazione, è possibile ottimizzarli per le prestazioni e l'efficienza energetica e implementarli nell'hardware target utilizzando la generazione di codice.
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Integrazione dell’IA negli apparecchi acustici
MATLAB e Simulink consentono di utilizzare applicazioni interattive e tecniche avanzate di analisi spettrale, come gli scalogrammi wavelet, per estrarre feature discriminanti dai segnali per i modelli di IA. È possibile creare applicazioni compatibili con l’intelligenza artificiale, come il riconoscimento di scene acustiche e la separazione del parlato dal rumore di fondo. Per l'integrazione negli apparecchi acustici, è possibile quantizzare, ottimizzare e implementare i modelli di intelligenza artificiale nell'hardware target utilizzando la generazione di codice, il tutto all'interno di un processo di sviluppo conforme alla norma IEC 62304 grazie alla progettazione Model-Based.
Esempi e consigli pratici
- Riconoscimento di scene acustiche tramite Late Fusion
- Separazione delle sorgenti di tipo “cocktail party” mediante reti di Deep Learning
- Etichettatura di segnali per attività di intelligenza artificiale con l’app Signal Labeler (3:33)
- Utilizzo dell'app Deep Network Quantizer per ridurre i requisiti di memoria
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Progettazione e simulazione di sistemi a segnali misti complessi
È possibile utilizzare MATLAB e Simulink per modellare e simulare sistemi a segnali misti in presenza di rumore, jitter di clock e altri disturbi di ciascun componente elettronico chiave. La capacità di simulare rapidamente segnali a tempo continuo e discreto è essenziale per verificare i diversi componenti del sistema e ottimizzarli in base ai limiti di memoria e di potenza. La simulazione del progetto nelle prime fasi del processo aiuta a individuare gli errori e definire i requisiti dei componenti di sistema.
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Sistemi di comunicazione wireless a bassa latenza e a bassa energia
MATLAB e Simulink consentono agli ingegneri di antenne ed RF di utilizzare simulazioni multidominio per progettare tecnologie wireless per applicazioni a bassa latenza e bassa energia, come Bluetooth LE. Inoltre, è possibile simulare protocolli di comunicazione proprietari tra gli apparecchi acustici per verificarne il funzionamento in caso di coesistenza e interferenza con standard wireless come 5G, WLAN e Bluetooth. È possibile ottimizzare i sistemi di comunicazione per ridurre al minimo la latenza e il consumo energetico.
Esempi e consigli pratici
- Impatto degli effetti delle radiofrequenze sulle prestazioni dei sistemi di comunicazione
- Trasmissione di voce e dati tramite Bluetooth in modalità full-duplex in MATLAB
- Test delle performance per portante/interferenza (C/I), intermodulazione e blocco BLE
- Progettazione di sistemi di comunicazione wireless con MATLAB e Simulink
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Creazione e verifica di progetti ASIC di nuova generazione
MATLAB e Simulink consentono di progettare algoritmi DSP acustici e di comunicazione per ASIC personalizzati entro i limiti di potenza e memoria. È possibile ottimizzare gli algoritmi DSP e di comunicazione, nonché i modelli di intelligenza artificiale e verificarli prima dell'integrazione negli ASIC. Questo processo consente di aumentare l'efficacia della verifica degli algoritmi e del codice HDL e di integrare maggiormente il codice nel contesto del sistema acustico.
Esempi e consigli pratici
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