Fysikens år 2005 -specialpris till Juho Roponen
Fastställande av hastighet på basis av ljud
Juho, 18, studerar vid Valkeakosken aikuislukio/Päivölän kansanopisto.
Det primära målet med Juhos studie var att utveckla en passiv sensor som enbart på basis av ljudet kan utröna hastigheten hos en rörlig ljudkälla, såsom en bil.
Ljud består alltid av flera olika frekvenser. Så var också det mest arbetsdryga skedet i Juhos studie att utveckla en förnuftig algoritm som undersöker frekvensfördelningen. Juho använde programmeringsspråket Java för att skriva ett program som analyserar ljud, och som indata fick programmet bara en ljudfil i wav-format som innehöll det ljudprov som skulle analyseras. Ljudets frekvenser fås fram med hjälp av en FFT-algoritm, som är ett redskap för digital signalbehandling av vanligt ljud. Studiens största utmaning var dock just att analysera den med FFT uträknade frekvensfördelningen.
Juho testade programmet på tre olika sätt. Först testade han det med hjälp av den genererade sinusvågen, sedan genom att mäta hastigheterna hos bilarna på den närbelägna landsvägen och slutligen även genom att kontrollera hur korrekt programmet angav hastigheten hos en bil som rörde sig med en känd hastighet.
Juhos testresultat motsvarade förväntningarna. Programmet klarar av att korrekt beräkna en ljudkällas hastighet i alla enkla fall och i största delen av de mer komplexa fallen. Juhos studie kan sålunda sägas ha uppnått sin målsättning.
Utvärderarnas kommentarer om Juhos arbete
Enligt utvärderarna har Juho utvecklat en innovativ metod för att mäta hastighet utgående från det ljud som objektet själv ger upphov till. Juhos arbete förenar på ett fint sätt teoretisk förståelse, behärskande av datateknik samt experimentell forskning utan invecklad laboratorieutrustning. I sitt arbete har skribenten också haft nytta av sina datatekniska färdigheter, eftersom han själv skrev analysprogrammen med programmeringsspråket Java. Juhos studie är en klar och kompakt helhet. Hans rapportering är logisk, de uppnådda resultaten är goda och de erbjuder också möjlighet till vidare forskning.
Juhos intressen
Juho intresserar sig för dataspel och japansk populärkultur.