Detail předmětu
Biomechanika IV - bioakustika
FSI-RBKAk. rok: 2024/2025
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. Sluchový orgán zachycuje akustické vlnění z okolního prostředí a složitým elektricko-mechanickým systémem jej frekvenčně i amplitudově zpracovává na signály, které jsou dále dodávány do mozku.
V předmětu je také věnována pozornost výpočtovým modelům vibroakustických systémů - modely deterministické (metoda konečných prvků MKP, metoda hraničních prvků MHP), modely statistické (statistická energetická analýza SEA), hybridní modely (MKP+SEA).
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Zkouška: Zkouška je prováděna formou průřezového písemného testu. Vyhotovení správné odpovědi na méně než polovinu otázek je důvodem k neudělení zkoušky. Při výsledné kvalifikaci zkoušky je přihlíženo ke kvalitě vypracování dílčích úloh ze cvičení.
Konkrétní podobu zkoušky, typy, počet otázek či příkladů a podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru.
Kontrola výuky je prováděna systematicky, na cvičeních je prováděn záznam účasti do seznamu studentů. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Kontrola připravenosti studentů na výuku prováděna průběžně u jednotlivých studentů, případně krátkým testem. Náhrada zameškané výuky v případě řádné omluvy je prováděna doplněním chybějící látky a případně zadáním náhradních příkladů. Chybějící experimentální cvičení je nutno nahradit v jiném termínu.
Učební cíle
Studenti během studia předmětu bioakustika získají cenné informace o dvou významných a pro život velmi důležitých lidských orgánů. Prvním je vokální trakt, druhým je sluchový orgán, jenž je řazen mezi základní smyslové orgány. Studenti se seznámí se správnou funkcí obou orgánů a také s některými jejich poruchami a vadami. Dále se studenti seznámí s výpočtovými modely vibroakustických systémů.
Základní literatura
I. R. Titze: Principles of Voice Production, Prentice Hall, 1994 (EN)
Nový, R.: Hluk a chvění, České vysoké učení technické, Praha, 2009 (CS)
Doporučená literatura
Lyon, R. H., DeJong, R.G: Theory and Application of Statistical Energy Analysis, Butterwortth-Heinemann, Boston, 1995 (EN)
Ohayon, R., Soize, C.: Structural Acoustic and Vibration, Academic Press, London, 1998
Rossin, T. D., editor: Springer Handbook of Acoustics, Springer, Würzburg, 2007 (EN)
Titze, I. R. , Alipour, F.: The Myoelastic Aerodynamic Theory of Phonation, National Center for Voice and Speech, Denver and Iowa City, 2006 (EN)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Metoda konečných prvků (MKP) a metoda hraničních prvků (MHP) v akustice
- Akustické vlastnosti otevřených a uzavřených prostorů, spektra
- Psychoakustická hluková kritéria
- Biomechanika tvorby lidského hlasu
- Vokální trakt - jeho spektrální a modální vlastnosti, formanty samohlásek
- Hlasivky - jejich funkce a výpočtové modely, náhradní zdroje hlasu
- Metody pro experimentální analýzu hlasu
- Biomechanika lidského sluchu
- Kochlea a její funkce, některé vady sluchového orgánu
- Hlasové poruchy
Cvičení s počítačovou podporou
Vyučující / Lektor
Osnova
- Akustické veličiny a převody mezi nimi, pásmová spektra, decibelové stupnice
- Spektrální a modální vlastnosti kavit
- Šíření akustických vln ve volném prostoru, akustické zdroje
- Přenos akustických vln pře různé typy stěn
- Vokální trakt, jeho spektrální a modální vlastnosti
- Hlasivky a jejich funkce
- Výpočtové modely funkce hlasivek
- Experimentální analýza hlasu, formanty samohlásek
- Výpočtové modely lidského ucha
- Modelování funkce kochley
Elearning