Detail předmětu

Bioakustika

FSI-RBKAk. rok: 2012/2013

Bioakustika se zabývá lidskými orgány a orgány dalších živých tvorů, jejichž funkce je jistým způsobem vázána na využití zvukových vln, souhrnně na využití akustiky.
Bioakustika se zabývá především generováním lidské řeči a percepcí sluchových vjemů. Zdrojový hlas je generován hlasivkami a je dále akusticky upravován průchodem vokálním traktem. Zdrojový hlas se liší podle toho, zda je generován šeptem nebo nahlas. Zdrojový hlas způsobuje buzení formantů jednotlivých samohlásek podle nastavení vokálního traktu. Formanty jsou akustické vlastní frekvence vokálního traktu.
Dalším orgánem, využívající vlastností akustických vln a vibro-akustických systémů vůbec je sluchový orgán. Sluchový orgán zachycuje akustické vlnění z okolního prostředí a složitým elektricko-mechanickým systémem jej frekvenčně i amolitudově zpracovává na signály které jsou dále dodávány do mozku.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Studenti během studia předmětu bioakustika získají velmi cenné informace o dvou významných a pro život velmi důležitých lidských orgánů. Prvním je vokální trakt, druhým je sluchový orgán, jež je řazen mezi základní smyslové orgány. Studenti se seznámí

Prerekvizity

Základy akustiky:
akustické vlnění, akustické veličiny (tlak, intenzita, výkon), akustické kavity, spektra akustických signálů, experimentální analýza akustických veličin, akustická pole, spektrální a modální vlastnosti akustických kavit.
Matematika :
maticový počet, lineární algebra, trigonometrické funkce, programování na PC, počítačové modelování mechanických struktur.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro předmět je předepsán klasifikovaný zápočet.
Požadavky pro zápočet :
100 % účast na cvičeních, V případě řádně omluvené absence řešení náhradního problému. Zápočet je prováděn formou písemného testu na závěr semestru. Test se skládá ze tří
otázek, pokrývající důležité oblasti předneseného předmětu bioakustika.

Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Konkrétní podobu splnění těchto požadavků stanovuje vedoucí cvičení v prvním týdnu semestru.

Osnovy výuky

1. Akustické kmity, akustické módy trubic uzavřených a otevřených.
2. Dechové hudební nástroje
3.-4. Hlasové ústrojí. Vokální trakt, jeho spektrální a modální vlastnosti.
5. Analýza hlasu, formanty samohlásek.
6.-7. Funkce hlasivek
8. Náhradní zdroje hlasu, elektrolaryng, náhradní hlasivky.
9-10. Sluchový orgán, kochlea.
11.-12.Některé vady sluchového orgánu
13.Lebka, přenosové vlastnosti.

Učební cíle

Vokální trakt člověka je vlastně unikátním „hudebním nástrojem“, jenž je schopen generovat zvuk různého frekvenčního (tónového) složení a v důsledku této skutečnosti slouží ke komunikaci mezi lidmi. Sluchový orgán umožňuje frekvenční analýzu přijímaného zvuku pomocí speciální funkce vnitřního ucha – kochley.
V předmětu BIOAKUSTIKA bude věnována pozornost oběma výše uvedeným problémům. Funkce obou ústrojí budou analyzovány teoreticky, počítačovým modelováním pomocí metody konečných prvků a dále budou analyzovány rovněž experimentálně.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrola výuky prováděna systematicky, na cvičeních záznam účasti do seznamu studentů. Připravenost studentů na výuku prováděna průběžně individuálně u jednotlivých studentů, případně kratičkým testem.
Zameškanou výuku v případě řádné omluvy je prováděno doplněním chybějící látky a případně zadáním náhradních příkladů. Případná chybějící experimentální cvičení je nutno nahradit v náhradním termínu.

Základní literatura

I. R. Titze: Principles of Voice Production, Prentice Hall, 1994 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-IMB , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.

Osnova

1. Akustické kmity, akustické módy trubic uzavřených a otevřených.
2. Dechové hudební nástroje
3.-4. Hlasové ústrojí. Vokální trakt, jeho spektrální a modální vlastnosti.
5. Analýza hlasu, formanty samohlásek.
6.-7. Funkce hlasivek
8. Náhradní zdroje hlasu, elektrolaryng, náhradní hlasivky.
9-10. Sluchový orgán, kochlea.
11.-12.Některé vady sluchového orgánu
13.Lebka, přenosové vlastnosti.

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.

Osnova

1. Akustické módy trubic uzavřených a otevřených.
2. Dechové hudební nástroje, spektra
3.-4. Hlasové ústrojí. Vokální trakt, jeho spektrální a modální vlastnosti.
5. Experimentální analýza hlasu, formanty samohlásek.
6.-7. Funkce hlasivek, zdrojový lidský hlas
8. Náhradní zdroje hlasu, elektrolaryng, náhradní hlasivky.
9-10. Kochlea, počítačové modelování
11.-12.Některé vady sluchového orgánu, simulace
13.Lebka, přenosové vlastnosti.