RW Space

Что если бы вы могли слушать музыку или подкаст без наушников или наушников, и не беспокоив кого -либо вокруг вас? Или у вас есть личный разговор на публике, когда другие люди слышат вас? Другими словами, мы разработали технологию, которая может создать звук именно там, где она должна быть. Вибрация, которая проходит через воздух как волна. Эти волны создаются, когда объект движется вперед и назад, сжимая и декомпрессирующие молекулы воздуха. Низкие частоты соответствуют глубоким звукам, как бас -барабан; Высокие частоты соответствуют острым звукам, как свисток. (Даниэль А. Рассел, CC by-nc-nd) Этот эффект особенно силен для низкочастотных звуков из-за их более длинных длин волн, что делает практически невозможным сохранять звук, ограниченную определенной областью. Тем не менее, эти технологии все еще будут испускать звук, который слышится по всему своему пути, когда он проходит через пространство. Single/MREC->

Ультразвук относится к звуковым волнам с частотами выше диапазона слуха человека или выше 20 кГц. Эти волны проходят по воздуху, как нормальные звуковые волны, но неразборчивы для людей. Используется ультразвук в качестве носителя для слышимого звука. Он может транспортировать звук через пространство молча — становясь слышимым только при желании. Как мы это сделали? Однако, когда звуковые волны достаточно интенсивны, они могут взаимодействовать нелинейно, генерируя новые частоты, которых раньше не было. Но когда они пересекаются в пространстве, нелинейные эффекты заставляют их генерировать новую звуковую волну на слышимой частоте, которая будет услышана только в этой конкретной области. (Jiaxin Zhong et al./pnas, cc by-nc-nd)

Крайне, мы разработали ультразвуковые балки, которые могут сгибаться самостоятельно. Обычно звуковые волны движутся по прямой линии, если что -то не блокирует или не отражает их. Однако, используя акустические метасурф-специализированные материалы, которые манипулируют звуковыми волнами-мы можем формировать ультразвуковые балки, чтобы изгибаться по мере их путешествия. Точно точно управляя фазой ультразвуковых волн, мы создаем изогнутые звуковые пути, которые могут перемещаться по препятствиям и встречаться в определенном целевом месте. Когда два ультразвуковых луча немного разных частот, такие как 40 кГц и 39,5 кГц, они перекрываются, они создают новую звуковую волну на разнице между их частотами-в этом случае 0,5 кГц или 500 Гц, которая находится в пределах диапазона слуха человека. За пределами этого пересечения ультразвуковые волны хранят молчание.

Это означает, что вы можете доставить звук в определенное место или человека, не беспокоя других людей, когда звучит. Анклавы имеет много потенциальных приложений. Например, музеи могут предоставлять различные аудио-гиды для посетителей без наушников, и библиотеки могут позволить студентам учиться с аудиоуроками, не беспокоя других. Офисы и военные настройки также могут извлечь выгоду из локализованных речевых зон для конфиденциальных разговоров.

Аудио-анклавы также могут быть адаптированы для отмены шума в назначенных областях, создавая тихие зоны, чтобы улучшить фокус на рабочих местах или уменьшить загрязнение шума в познаков. ->

Это не то, что будет на полке в ближайшем будущем. Например, проблемы остаются для нашей технологии. Нелинейное искажение может повлиять на качество звука. А эффективность питания является еще одной проблемой-преобразование ультразвука в слышимый звук требует высоких областей, которые могут быть энергоемкими для генерации. Переосмысливая, как звук взаимодействует с пространством, мы открываем новые возможности для захватывающих, эффективных и персонализированных аудио-опытов. Пожалуйста, не удаляй. ->

Цзиасин Чжунг, постдокторский исследователь по акустике, штат Пенсильвания и Юн Цзин, профессор акустики, Penn State

. Эта статья переиздана из разговорной лицензии. Прочитайте оригинальную статью.