Proyector de sonido con “lentes acústicas”: descubramos cómo funciona la tecnología

Estamos hablando de un dispositivo para transmitir sonido direccional. Utiliza “lentes acústicas” especiales y su principio de funcionamiento se asemeja al sistema óptico de una cámara.

Proyector de sonido con “lentes acústicas”: descubramos cómo funciona la tecnología

Sobre la diversidad de metamateriales acústicos

Con diferente metamateriales, cuyas propiedades acústicas dependen de la estructura interna, en ello trabajan ingenieros y científicos desde hace bastante tiempo. Por ejemplo, en 2015, los físicos lograron tipo en una impresora 3D, un "diodo acústico": es un canal cilíndrico que deja pasar el aire, pero refleja completamente el sonido proveniente de una sola dirección.

También este año, los ingenieros estadounidenses desarrollaron un anillo especial que bloquea hasta el 94% del ruido. Su principio de funcionamiento se basa en resonancia fano, cuando la energía de dos ondas interferentes se distribuye asimétricamente. Hablamos más sobre este dispositivo en uno de nuestros publicaciones.

A principios de agosto se conoció otra novedad sonora. Ingenieros de la Universidad de Sussex presentado un prototipo de un dispositivo que, utilizando dos metamateriales (“lentes acústicas”) y una cámara de video, permite enfocar el sonido en una persona específica. El dispositivo se llamó "proyector de sonido".

¿Cómo funciona esto

Delante de la fuente de sonido (altavoz) se encuentran dos “lentes acústicas”. Estas lentes son una placa de plástico impresa en 3D con una gran cantidad de agujeros. Puedes ver cómo se ven estas “lentes” en documento técnico para desarrolladores en la primera página (debe abrir el texto completo del documento).

Cada orificio de la "lente de audio" tiene una forma única, por ejemplo, irregularidades en las paredes interiores. Cuando el sonido pasa a través de estos agujeros, cambia de fase. Dado que la distancia entre las dos “lentes acústicas” se puede variar mediante motores eléctricos, es posible dirigir el sonido a un punto. El proceso recuerda al enfoque de la óptica de una cámara.

El enfoque es automático. Esto se hace usando una cámara de video (que cuesta aproximadamente $12) y un algoritmo de software especial. Recuerda el rostro de la persona en el vídeo y sigue su movimiento en el cuadro. A continuación, el sistema calcula la distancia relativa y cambia la distancia focal del proyector en consecuencia.

¿Dónde se utilizará?

Desarrolladores celebrarque en el futuro el sistema podrá sustituir a los auriculares: los dispositivos transmitirán el sonido a distancia directamente a los oídos de los usuarios. Otro posible campo de aplicación son los museos y exposiciones. Los visitantes podrán escuchar conferencias de guías electrónicas sin molestar a los demás. Por supuesto, no podemos dejar de mencionar el ámbito publicitario: será posible informar a los visitantes de la tienda sobre las condiciones de las promociones personales.

Pero los ingenieros todavía tienen que resolver una serie de problemas: hasta ahora el proyector de audio sólo es capaz de funcionar en un rango de frecuencia limitado. En concreto, sólo toca las notas G (G) a D (D) en la tercera y séptima octava.

Los residentes de Hacker News también ver posibles problemas legales. En particular, será necesario regular quién y en qué condiciones podrá recibir mensajes publicitarios personales. De lo contrario, comenzará el caos en las instalaciones de los centros comerciales. Como dicen los desarrolladores del "proyector de audio", este problema se solucionará parcialmente mediante un sistema de reconocimiento facial. Determinará si la persona ha dado su consentimiento para recibir dichos anuncios o no.

En cualquier caso, todavía no se habla de la implementación práctica de la tecnología "en el campo".

Otras formas de transmitir sonido direccional.

A principios de año, ingenieros del MIT desarrollaron una tecnología para transmitir sonido direccional mediante un láser con una longitud de onda de 1900 nm. Es inofensivo para la retina humana. El sonido se transmite mediante el llamado efecto fotoacústicocuando el vapor de agua en la atmósfera absorbe energía luminosa. Como resultado, se produce un aumento local de presión en un punto del espacio. Una persona puede percibir las vibraciones del aire resultantes con el "oído desnudo".

Especialistas del Departamento de Defensa de Estados Unidos están desarrollando una tecnología similar. Usando un láser de femtosegundo, crean una bola de plasma en el aire y provocan vibraciones sonoras en ella usando otro nanoláser. Es cierto que de esta forma solo se pueden generar rugidos y ruidos desagradables, similares al aullido de una sirena.

Hasta ahora, estas tecnologías no han salido del laboratorio, pero sus contrapartes están comenzando a "penetrar" en los dispositivos de los usuarios. El año pasado, Noveto ya presentado un altavoz de audio que crea "auriculares virtuales" en la cabeza de una persona mediante ondas ultrasónicas. Por lo tanto, la adopción generalizada de la tecnología de sonido direccional es sólo cuestión de tiempo.

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Fuente: habr.com

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