Diskutujeme o zařízení pro přenos směrového zvuku. Využívá speciální „akustické čočky“ a princip fungování připomíná optický systém fotoaparátu.
O rozmanitosti akustických metamateriálů
S různými , jehož akustické vlastnosti závisí na vnitřní struktuře, na které inženýři a vědci pracovali poměrně dlouho. Například v roce 2015 to fyzici zvládli na 3D tiskárně „akustická dioda“ - je to válcový kanál, který umožňuje průchod vzduchu, ale zcela odráží zvuk přicházející pouze z jednoho směru.
Také letos američtí inženýři vyvinuli speciální prstenec, který blokuje až 94 % hluku. Jeho princip fungování je založen na , kdy je energie dvou rušivých vln rozložena asymetricky. Více jsme o tomto zařízení hovořili v jednom z našich .
Začátkem srpna vešel ve známost další audio vývoj. Inženýři z University of Sussex prototyp zařízení, které pomocí dvou metamateriálů („akustických čoček“) a videokamery umožňuje zaměřit zvuk na konkrétní osobu. Zařízení se nazývalo „zvukový projektor“.
Jak to funguje
Před zdrojem zvuku (audio reproduktorem) jsou dvě „akustické čočky“. Tyto čočky jsou 3D tištěná plastová deska s velkým počtem otvorů. Můžete se podívat, jak tyto „čočky“ vypadají na první stránce (je třeba otevřít celý text dokumentu).
Každý otvor v „audiočočce“ má jedinečný tvar – například nerovnosti na vnitřních stěnách. Když zvuk prochází těmito otvory, mění svou fázi. Vzhledem k tomu, že vzdálenost mezi dvěma „akustickými čočkami“ se může měnit pomocí elektromotorů, je možné nasměrovat zvuk do jednoho bodu. Proces připomíná zaostřování optiky fotoaparátu.
Ostření je automatické. To se provádí pomocí videokamery (stojí přibližně 12 USD) a speciálního softwarového algoritmu. Pamatuje si tvář osoby ve videu a sleduje její pohyb v záběru. Dále systém vypočítá relativní vzdálenost a podle toho změní ohniskovou vzdálenost projektoru.
Kde se bude používat?
Vývojáři že v budoucnu může systém nahradit sluchátka – zařízení budou vysílat zvuk na dálku přímo do uší uživatelů. Další potenciální oblastí použití jsou muzea a výstavy. Návštěvníci si budou moci poslechnout přednášky z elektronických průvodců, aniž by rušili ostatní. Samozřejmě si nemůžeme nevšimnout reklamní sféry - bude možné informovat návštěvníky obchodu o podmínkách osobních akcí.
Inženýři ale ještě musí vyřešit řadu problémů – audio projektor je zatím schopen pracovat pouze v omezeném frekvenčním rozsahu. Konkrétně hraje pouze tóny G (G) až D (D) ve třetí a sedmé oktává.
Obyvatelé Hacker News také potenciální právní problémy. Zejména bude nutné upravit, kdo a za jakých podmínek bude moci přijímat osobní reklamní sdělení. Jinak začne v prostorách obchodních center chaos. Jak říkají vývojáři „audio projektoru“, tento problém bude částečně vyřešen systémem rozpoznávání obličeje. Zjistí, zda dotyčná osoba souhlasila s přijímáním takových reklam či nikoli.
O praktické implementaci technologie „v terénu“ se každopádně zatím nemluví.
Jiné způsoby přenosu směrového zvuku
Na začátku roku vyvinuli inženýři z MIT technologii pro přenos směrového zvuku pomocí laseru o vlnové délce 1900 nm. Je neškodný pro lidskou sítnici. Zvuk se přenáší pomocí tzv kdy vodní pára v atmosféře absorbuje světelnou energii. V důsledku toho dochází k místnímu zvýšení tlaku v bodě v prostoru. Člověk může vnímat výsledné vibrace vzduchu „nahým uchem“.
Specialisté z amerického ministerstva obrany vyvíjejí podobnou technologii. Pomocí femtosekundového laseru vytvoří ve vzduchu kouli plazmatu a pomocí dalšího nanolaseru v ní způsobí zvukové vibrace. Pravda, takto lze generovat jen řev a nepříjemný hluk, podobný vytí sirény.
Tyto technologie zatím laboratoř neopustily, ale jejich analogy začínají „pronikat“ do uživatelských zařízení. Loni už Noveto audio reproduktor, který vytváří „virtuální sluchátka“ na hlavě člověka pomocí ultrazvukových vln. Rozšířené přijetí technologie směrového zvuku je proto jen otázkou času.
O čem píšeme v našem „Hi-Fi světě“:
Zdroj: www.habr.com