Balok mandiri dapat memberikan gelombang suara hanya ke telinga Anda di tengah orang banyak
Bagaimana jika Anda dapat mendengarkan musik atau podcast tanpa headphone atau earbud dan tanpa mengganggu siapa pun di sekitar Anda? Atau melakukan percakapan pribadi di depan umum tanpa orang lain mendengar Anda?
Penelitian kami yang baru diterbitkan memperkenalkan cara untuk membuat Enclave yang dapat didengar – Kantong suara terlokalisasi yang diisolasi dari lingkungannya. Dengan kata lain, kami telah mengembangkan teknologi yang dapat membuat suara persis di tempat yang seharusnya.
Kemampuan untuk mengirim suara yang hanya terdengar di lokasi tertentu dapat mengubah pengalaman hiburan, komunikasi, dan audio spasial.
APA ITU SUARA?
Suara adalah getaran Itu bergerak melalui udara sebagai gelombang. Gelombang ini dibuat ketika suatu objek bergerak bolak -balik, mengompresi dan mendekompresi molekul udara.
Frekuensi getaran ini adalah apa yang menentukan nada. Frekuensi rendah sesuai dengan suara dalam, seperti drum bass; Frekuensi tinggi sesuai dengan suara tajam, seperti peluit.
Mengontrol ke mana suara itu sulit karena fenomena disebut difraksi – Kecenderungan gelombang suara menyebar saat mereka bepergian. Efek ini sangat kuat untuk suara frekuensi rendah karena panjang gelombangnya yang lebih panjang, sehingga hampir tidak mungkin untuk tetap terbatas pada area tertentu.
Teknologi audio tertentu, seperti pengeras suara array parametrikdapat membuat Balok suara terfokus ditujukan ke arah tertentu. Namun, teknologi ini masih akan memancarkan suara yang terdengar di sepanjang jalurnya saat bergerak melalui ruang.
Ilmu Kakel yang Audible
Kami menemukan cara baru untuk mengirim suara ke satu pendengar khusus: melalui balok ultrasound yang menekuk sendiri dan konsep yang disebut akustik nonlinier.
USG mengacu pada gelombang suara dengan frekuensi di atas rentang pendengaran manusia, atau di atas 20 kHz. Gelombang -gelombang ini bergerak di udara seperti gelombang suara normal tetapi tidak terdengar bagi orang -orang. Karena USG dapat menembus banyak bahan dan berinteraksi dengan objek dengan cara yang unik, itu banyak digunakan untuk pencitraan medis dan banyak Aplikasi Industri.
Dalam pekerjaan kami, kami menggunakan USG sebagai operator untuk suara yang terdengar. Ini dapat mengangkut suara melalui ruang secara diam -diam – menjadi terdengar hanya jika diinginkan. Bagaimana kami melakukan ini?
Biasanya, gelombang suara Gabungkan secara linearartinya mereka hanya bertambah secara proporsional ke dalam gelombang yang lebih besar. Namun, ketika gelombang suara cukup intens, mereka dapat berinteraksi secara nonlinier, menghasilkan frekuensi baru yang tidak ada sebelumnya.
Ini adalah kunci dari teknik kami: kami menggunakan dua balok ultrasound pada frekuensi berbeda yang benar -benar diam sendiri. Tetapi saat mereka berpotongan di luar angkasaefek nonlinier menyebabkan mereka menghasilkan gelombang suara baru pada frekuensi yang dapat didengar yang hanya akan didengar di wilayah tertentu.
Yang terpenting, kami merancang balok ultrasonik yang dapat menekuk sendiri. Biasanya, gelombang suara berjalan dalam garis lurus kecuali ada sesuatu yang memblokir atau mencerminkannya. Namun, dengan menggunakan Metasurfaces akustik – Bahan khusus yang memanipulasi gelombang suara – kita dapat membentuk balok ultrasound untuk ditekuk saat mereka bepergian. Mirip dengan bagaimana lensa optik menekuk cahaya, metasurfaces akustik mengubah bentuk jalur gelombang suara. Dengan secara tepat mengendalikan fase gelombang ultrasonik, kami buat Jalur suara melengkung Itu dapat menavigasi rintangan dan bertemu di lokasi target tertentu.
Fenomena kunci yang berperan adalah apa yang disebut Perbedaan generasi frekuensi. Ketika dua balok ultrasonik dari frekuensi yang sedikit berbeda, seperti 40 kHz dan 39,5 kHz, tumpang tindih, mereka membuat gelombang suara baru pada perbedaan antara frekuensi mereka – dalam hal ini 0,5 kHz, atau 500 Hz, yang berada dalam kisaran pendengaran manusia. Suara hanya dapat didengar di mana balok -balok melintas. Di luar persimpangan itu, gelombang USG tetap diam.
Ini berarti Anda dapat mengirimkan audio ke lokasi atau orang tertentu tanpa mengganggu orang lain saat suara bergerak.
Memajukan kontrol suara
Kemampuan untuk membuat kantong audio memiliki banyak aplikasi potensial.
Kantung audio dapat mengaktifkan audio yang dipersonalisasi di ruang publik. Misalnya, museum dapat memberikan panduan audio yang berbeda untuk pengunjung tanpa headphone, dan perpustakaan dapat memungkinkan siswa untuk belajar dengan pelajaran audio tanpa mengganggu orang lain.
Di dalam mobil, penumpang dapat mendengarkan musik tanpa mengalihkan perhatian pengemudi dari mendengar instruksi navigasi. Kantor dan pengaturan militer juga bisa mendapat manfaat dari zona pidato lokal untuk percakapan rahasia. Kantung audio juga dapat disesuaikan untuk membatalkan kebisingan di area yang ditentukan, menciptakan zona tenang untuk meningkatkan fokus di tempat kerja atau mengurangi polusi suara di kota -kota.
Ini bukan sesuatu yang akan berada di rak dalam waktu dekat. Misalnya, tantangan tetap bagi teknologi kami. Distorsi nonlinier dapat mempengaruhi kualitas suara. Dan efisiensi daya adalah masalah lain-mengonversi USG menjadi suara yang terdengar membutuhkan bidang intensitas tinggi yang dapat menjadi energi yang intensif untuk dihasilkan.
Terlepas dari rintangan ini, kantong audio menghadirkan perubahan mendasar dalam kontrol suara. Dengan mendefinisikan kembali bagaimana suara berinteraksi dengan ruang, kami membuka kemungkinan baru untuk pengalaman audio yang mendalam, efisien, dan personal.
Artikel yang diedit ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca Artikel asli.
