Penyelidik Penn State telah mencipta 'enklaf boleh didengar' menggunakan pancaran ultrasonik, membolehkan pendengar mendengar bunyi secara peribadi tanpa mengganggu orang lain. Teknologi inovatif ini berpotensi untuk mengubah pengalaman audio peribadi dalam pelbagai persekitaran.
Bayangkan mendengar podcast atau muzik kegemaran anda tanpa fon kepala dan tanpa mengganggu orang di sekeliling anda. Visi ini lebih dekat dengan realiti, berkat kejayaan oleh pasukan penyelidik di Penn State.
Yun Jing, seorang profesor akustik di Kolej Kejuruteraan Negeri Penn dan pengarang kajian yang sepadan, dan pasukannya, telah mempelopori teknologi audio baharu yang mencipta "enklaf boleh didengar" — poket bunyi yang disetempatkan di mana hanya pendengar yang dimaksudkan boleh mendengar audio. Pendekatan inovatif ini boleh merevolusikan cara kami mengalami pendengaran peribadi di ruang awam atau kongsi.
Dalam satu kajian yang diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, para penyelidik memperincikan cara mereka menggunakan dua pancaran ultrasonik tak linear untuk menjana enklaf boleh didengar ini. Dengan mengarahkan pancaran ini bersilang pada titik tertentu, bunyi hanya boleh didengar di persimpangan itu, mewujudkan halangan privasi yang unik untuk pendengar.
"Kami menggunakan dua transduser ultrasound yang dipasangkan dengan metasurface akustik, yang memancarkan rasuk lentur sendiri yang bersilang pada titik tertentu," kata Jing dalam satu kenyataan berita. “Orang yang berdiri pada ketika itu boleh mendengar bunyi, manakala sesiapa yang berdiri berhampiran tidak akan mendengar. Ini mewujudkan halangan privasi antara orang untuk mendengar secara peribadi.”
Teknologi ini memanfaatkan metasurface akustik termaju — kanta akustik cetakan 3D dengan struktur mikro rumit yang melenturkan gelombang bunyi. Metasurfaces ini, dibangunkan oleh pengarang bersama Xiaoxing Xia, seorang saintis kakitangan di Lawrence Livermore National Laboratory, membolehkan rasuk itu mengikuti laluan berbentuk bulan sabit sehingga ia bersilang.
Keterangan: Dengan meletakkan metasurfaces di hadapan dua transduser ultrasonik, gelombang ultrasonik dwi bergerak pada dua frekuensi yang sedikit berbeza sepanjang trajektori berbentuk bulan sabit sehingga ia bersilang, membentuk enklaf yang boleh didengari tempat bunyi teksi didengari. Pada titik lain di sepanjang trajektori, bunyi tidak didengari — bermakna pendengaran peribadi boleh dilakukan.
Kredit: Disediakan oleh Heyonu Heo/Penn State
Untuk mengesahkan sistem mereka, pasukan itu menggunakan tiruan dengan mikrofon di telinganya, mereplikasi persepsi pendengaran manusia di sepanjang laluan pancaran ultrasonik.
"Kami mengesahkan bahawa bunyi tidak boleh didengar kecuali di titik persimpangan, yang mewujudkan apa yang kami panggil enklaf," tambah Jia-Xin "Jay" Zhong, seorang sarjana pasca doktoral dalam akustik di Penn State.
Hebatnya, penyelidik menunjukkan bahawa sistem mereka berfungsi dalam persekitaran biasa dengan gema bunyi biasa, seperti bilik darjah, kenderaan atau ruang luar. Fleksibiliti ini membayangkan aplikasi yang luas, daripada zon sunyi di pejabat terbuka kepada kegunaan rekreasi di kawasan awam.
"Kami pada asasnya mencipta set kepala maya," tambah Zhong. "Seseorang dalam kawasan yang boleh didengari boleh mendengar sesuatu yang dimaksudkan hanya untuk mereka—mendayakan zon bunyi dan senyap."
Pada masa ini, sistem boleh menghantar bunyi ke satu titik kira-kira satu meter jauhnya pada volum yang serupa dengan pertuturan perbualan (sekitar 60 desibel). Pasukan percaya mereka boleh meningkatkan kedua-dua julat dan volum dengan melaraskan keamatan ultrasound, meluaskan potensi kes penggunaan teknologi.
Projek perintis ini mendapat sokongan daripada Yayasan Sains Kebangsaan AS dan Program Penyelidikan dan Pembangunan yang Diarahkan Makmal Kebangsaan Lawrence Livermore.
sumber: Universiti Negeri Penn