Εξατομικευμένος ήχος χωρίς ακουστικά

Επιστήμονες στο Penn State ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή τεχνολογία ήχου που δημιουργεί “ακουστικές ενότητες”, επιτρέποντας σε ένα συγκεκριμένο άτομο να ακούσει έναν ήχο χωρίς να ενοχλείται κανένας άλλος. Αυτή η καινοτομία, που δημοσιεύθηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences, χρησιμοποιεί υπερηχητικά κύματα για να μεταφέρει στοχευμένο ήχο, αλλάζοντας τα δεδομένα στην εμπειρία του ήχου σε δημόσιους χώρους.

Τα ηχητικά κύματα τείνουν να διαχέονται καθώς ταξιδεύουν, καθιστώντας δύσκολο τον περιορισμό τους. Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές χρησιμοποιούν δύο δέσμες υπερηχητικών κυμάτων, τα οποία είναι μη ακουστά από το ανθρώπινο αυτί, για να μεταφέρουν ήχο. Τα ηχητικά κύματα γίνονται αντιληπτά μόνο όταν φτάσουν στον στοχευμένο ακροατή.

Σύμφωνα με τον κύριο συγγραφέα Jiaxin Zhong, ερευνητή ακουστικής στο Penn State, αυτή η μέθοδος δημιουργεί ουσιαστικά ένα “εικονικό ακουστικό”, επιτρέποντας μόνο στο επιλεγμένο άτομο να ακούσει τον ήχο, ενώ οι γύρω του παραμένουν ανενόχλητοι.

Ένα από τα πιο εντυπωσιακά χαρακτηριστικά αυτής της τεχνολογίας είναι η ικανότητά της να καμπυλώνει τα ηχητικά κύματα γύρω από εμπόδια. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω των ακουστικών μεταεπιφανειών, οι οποίες χειρίζονται τις διαδρομές των ηχητικών κυμάτων παρόμοια με το πώς οι οπτικοί φακοί καμπυλώνουν το φως. Αυτή η καινοτομία διασφαλίζει ότι ο ήχος φτάνει στον επιθυμητό αποδέκτη χωρίς παρεμβολές από φυσικά εμπόδια.

Το σύστημα παράγει ακουστούς ήχους μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως ετεροδυνισμός. Οι ερευνητές προβάλλουν δύο υπερηχητικές δέσμες σε ελαφρώς διαφορετικές συχνότητες, όπως 40.000 Hz και 39.500 Hz. Όταν αυτές οι δέσμες τέμνονται, δημιουργείται ένα νέο ηχητικό κύμα που εμπίπτει στο φάσμα της ανθρώπινης ακοής. Για παράδειγμα, η διαφορά μεταξύ αυτών των συχνοτήτων (500 Hz) δημιουργεί έναν ήχο στη μεσαία περιοχή της ανθρώπινης ακουστικής αντίληψης.

Σε ελεγχόμενα πειράματα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα προσομοιωμένο ανθρώπινο κεφάλι με μικρόφωνα στα αυτιά για να επαληθεύσουν την αποτελεσματικότητα της ακουστικής ενότητας. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι ο ήχος ήταν ακουστός μόνο στο σημείο τομής, καθιστώντας αυτήν την τεχνολογία εξαιρετικά ακριβή.

Αν και προς το παρόν περιορίζεται σε εμβέλεια περίπου 91 εκατοστών και ένταση 60 ντεσιμπέλ (παρόμοια με μια κανονική συνομιλία), οι πιθανές εφαρμογές είναι τεράστιες.

Αν και η τεχνολογία βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, έχει τη δυνατότητα να αλλάξει ριζικά τον τρόπο που αλληλεπιδρούμε με τον ήχο στην καθημερινή μας ζωή.