מקרן קול על "עדשות אקוסטיות" - בואו להבין איך הטכנולוגיה עובדת

אנו דנים במכשיר להעברת צליל כיווני. הוא משתמש ב"עדשות אקוסטיות" מיוחדות, ועקרון הפעולה שלו דומה למערכת האופטית של מצלמה.

על המגוון של מטא-חומרים אקוסטיים

עם שונות מטא-חומרים, שתכונותיו האקוסטיות תלויות במבנה הפנימי, עליהם עבדו מהנדסים ומדענים כבר די הרבה זמן. לדוגמה, בשנת 2015, פיזיקאים הצליחו הדפס במדפסת תלת מימד, "דיודה אקוסטית" - זוהי תעלה גלילית המאפשרת מעבר אוויר, אך משקפת לחלוטין צליל המגיע מכיוון אחד בלבד.

גם השנה פיתחו מהנדסים אמריקאים טבעת מיוחדת החוסמת עד 94% מהרעש. עיקרון הפעולה שלו מבוסס על תהודה פאנו, כאשר האנרגיה של שני גלים מפריעים מופצת בצורה א-סימטרית. דיברנו יותר על המכשיר הזה באחד שלנו הודעות.

בתחילת אוגוסט נודע על פיתוח שמע נוסף. מהנדסים מאוניברסיטת סאסקס הציג אב טיפוס של מכשיר שבאמצעות שני מטא-חומרים ("עדשות אקוסטיות") ומצלמת וידאו, מאפשר למקד את הסאונד באדם ספציפי. המכשיר נקרא "מקרן קול".

אֵיך מַפעִילִים אֶת זֶה

מול מקור הקול (רמקול שמע) ישנן שתי "עדשות אקוסטיות". עדשות אלו הן לוחית פלסטיק מודפסת בתלת מימד עם מספר רב של חורים. אתה יכול לראות איך נראות "העדשות" האלה נייר לבן למפתחים בעמוד הראשון (עליך לפתוח את הטקסט המלא של המסמך).

לכל חור ב"עדשת השמע" צורה ייחודית - למשל אי סדרים בקירות הפנימיים. כאשר צליל עובר דרך החורים הללו, הוא משנה את הפאזה שלו. מכיוון שניתן לגוון את המרחק בין שתי "העדשות האקוסטיות" באמצעות מנועים חשמליים, ניתן לכוון את הקול לנקודה אחת. התהליך מזכיר מיקוד אופטיקה של המצלמה.

המיקוד הוא אוטומטי. זה נעשה באמצעות מצלמת וידאו (בעלות של כ-$12) ואלגוריתם תוכנה מיוחד. הוא זוכר את פניו של האדם בסרטון ועוקב אחר תנועתו בפריים. לאחר מכן, המערכת מחשבת את המרחק היחסי ומשנה את אורך המוקד של המקרן בהתאם.

היכן ישמש אותו?

מפתחים לחגוגשבעתיד המערכת תוכל להחליף אוזניות - המכשירים ישדרו צליל מרחוק ישירות לאוזני המשתמשים. תחום יישום פוטנציאלי נוסף הוא מוזיאונים ותערוכות. המבקרים יוכלו להאזין להרצאות של מדריכים אלקטרוניים מבלי להפריע לאחרים. כמובן שלא נוכל שלא לשים לב לתחום הפרסום - ניתן יהיה ליידע את המבקרים בחנות על תנאי המבצעים האישיים.

אבל המהנדסים עדיין צריכים לפתור מספר בעיות - עד כה מקרן השמע מסוגל לפעול רק בטווח תדרים מוגבל. באופן ספציפי, הוא מנגן רק את התווים G (G) עד D (D) באוקטבות השלישית והשביעית.

גם תושבי האקר ניוז ראה בעיות משפטיות אפשריות. במיוחד יהיה צורך להסדיר מי ובאילו תנאים יוכל לקבל מסרים פרסומיים אישיים. אחרת, יתחיל כאוס בחצרים של מרכזי קניות. כפי שאומרים מפתחי "מקרן השמע", בעיה זו תיפתר חלקית על ידי מערכת זיהוי פנים. זה יקבע אם האדם הסכים לקבל פרסומות כאלה או לא.

בכל מקרה, עדיין אין דיבור על יישום מעשי של הטכנולוגיה "בשטח".

דרכים אחרות לשדר צליל כיווני

בתחילת השנה פיתחו מהנדסים מ-MIT טכנולוגיה להעברת צליל כיווני באמצעות לייזר באורך גל של 1900 ננומטר. זה לא מזיק לרשתית האדם. צליל מועבר באמצעות מה שנקרא אפקט פוטו אקוסטיכאשר אדי מים באטמוספרה סופגים אנרגיית אור. כתוצאה מכך, מתרחשת עלייה מקומית בלחץ בנקודה בחלל. אדם יכול לתפוס את תנודות האוויר המתקבלות באמצעות "אוזן עירומה".

מומחים ממשרד ההגנה האמריקאי מפתחים טכנולוגיה דומה. באמצעות לייזר פמט שנייה הם יוצרים כדור פלזמה באוויר, וגורמים בו לתנודות קול באמצעות ננולייזר אחר. נכון, בדרך זו ניתן ליצור רק שאגה ורעש לא נעים, בדומה ליללת צפירה.

עד כה, הטכנולוגיות הללו לא עזבו את המעבדה, אבל האנלוגים שלהן מתחילים "לחדור" למכשירי המשתמש. בשנה שעברה, נובטו כבר מוצג רמקול שמע שיוצר "אוזניות וירטואליות" על ראשו של אדם באמצעות גלים קוליים. לכן, האימוץ הנרחב של טכנולוגיית סאונד כיוונית הוא רק עניין של זמן.

על מה אנחנו כותבים ב"עולם ה-Hi-Fi" שלנו:

חיישן קולי חדש יאפשר לך "להקשיב" לחיידקים - איך זה עובד
פותחה שיטת בידוד קול המדכאת עד 94% מהרעש - איך זה עובד
כיצד מזיזים פיסות פלסטיק באמצעות אולטרסאונד ומדוע יש צורך בכך
כיצד להפוך את המחשב האישי שלך לרדיו, ודרכים אחרות לחלץ מוזיקה מהמחשב שלך. מערכות
מדוע אנשים שונים תופסים את אותם הצלילים בצורה שונה?
יש הרבה רעש, יהיה מעט רעש: היגיינת קול בערים
למה בתי קפה ומסעדות הפכו כל כך רועשים, ומה לעשות בנידון?
איך להפוך גרפים לסאונד, ולמה אתה צריך את זה

מקור: www.habr.com