Американские исследователи из Университета штата Пенсильвания представили технологию, позволяющую передавать звук точечно – без использования наушников. Метод основан на пересечении двух ультразвуковых лучей, которые остаются неслышимыми до момента их взаимодействия, пишут в Interesting Engineering.
Обычно звуковые волны рассеиваются в пространстве из-за эффекта дифракции – это особенно заметно на низких частотах, где длина волны больше. В связи с этим направить звук в конкретную точку без потерь крайне сложно. Существующие направленные динамики создают сфокусированные звуковые лучи, но они остаются слышны на всем своем пути. Естественно, это мешает полной изоляции аудиопотока.
В отличие от них новая технология использует принцип нелинейной акустики. Ученые задействовали два ультразвуковых луча с разными частотами, которые по отдельности не воспринимаются человеческим ухом. Однако при их пересечении возникает слышимая звуковая волна. Например, если встречаются лучи с частотами 40 кГц и 39,5 кГц, на пересечении формируется звук частотой 500 Гц.
Ученые использовали манекен с микрофонами в ушах, чтобы измерить наличие или отсутствие звука на ультразвуковой траектории. Источник: www.eurekalert.org
Эффект достигается благодаря акустическим метаповерхностям – материалам, способным изменять траекторию звука, подобно световым линзам. В результате звук слышен только в строго заданных местах, например, на конкретном сиденье автомобиля, за школьной партой или в зоне персонального прослушивания в библиотеке.
Эксперименты подтвердили, что звук действительно «запирается» в выбранной области. Система функционирует при громкости 60 дБ на расстоянии одного метра, но ученые планируют увеличить дальность и мощность передачи.
Технология способна изменить общественные пространства: пассажиры автомобилей смогут слушать музыку без помех для водителя, офисы получат «тихие зоны», а музеи – аудиогиды без наушников. Более того, «звуковые анклавы» могут помочь в борьбе с шумовым загрязнением в городах.
Впереди у ученых работа над устранением нелинейных искажений и снижением энергопотребления, но уже сейчас изобретение можно назвать революционным в вопросах персонализации аудио.
Изображение на обложке: Freepik
Комментарии