We bespreken een apparaat voor het overbrengen van gericht geluid. Er wordt gebruik gemaakt van speciale ‘akoestische lenzen’ en het werkingsprincipe lijkt op het optische systeem van een camera.
Over de diversiteit van akoestische metamaterialen
Met verschillende , waarvan de akoestische eigenschappen afhankelijk zijn van de interne structuur, waar ingenieurs en wetenschappers al geruime tijd aan werken. In 2015 slaagden natuurkundigen er bijvoorbeeld in op een 3D-printer, een "akoestische diode" - het is een cilindrisch kanaal dat lucht doorlaat, maar geluid volledig reflecteert dat uit slechts één richting komt.
Ook dit jaar ontwikkelden Amerikaanse ingenieurs een speciale ring die tot 94% van het geluid blokkeert. Het werkingsprincipe is gebaseerd op , wanneer de energie van twee interfererende golven asymmetrisch wordt verdeeld. We hebben meer over dit apparaat gesproken in een van onze .
Begin augustus werd er weer een audioontwikkeling bekend. Ingenieurs van de Universiteit van Sussex een prototype van een apparaat waarmee je met behulp van twee metamaterialen (“akoestische lenzen”) en een videocamera geluid op een specifieke persoon kunt richten. Het apparaat werd een ‘geluidsprojector’ genoemd.
Hoe werkt dit
Voor de geluidsbron (audioluidspreker) bevinden zich twee “akoestische lenzen”. Deze lenzen zijn een 3D-geprinte plastic plaat met een groot aantal gaten. Je kunt zien hoe deze "lenzen" eruitzien op de eerste pagina (u moet de volledige tekst van het document openen).
Elk gat in de "audiolens" heeft een unieke vorm, bijvoorbeeld onregelmatigheden op de binnenwanden. Wanneer geluid door deze gaten gaat, verandert het van fase. Omdat de afstand tussen de twee ‘akoestische lenzen’ kan worden gevarieerd met behulp van elektromotoren, wordt het mogelijk om het geluid naar één punt te richten. Het proces doet denken aan het scherpstellen van camera-optica.
Het scherpstellen gebeurt automatisch. Dit gebeurt met behulp van een videocamera (die ongeveer $ 12 kost) en een speciaal software-algoritme. Het onthoudt het gezicht van de persoon in de video en volgt zijn bewegingen in het frame. Vervolgens berekent het systeem de relatieve afstand en past de brandpuntsafstand van de projector dienovereenkomstig aan.
Waar zal het worden gebruikt?
Ontwikkelaars dat het systeem in de toekomst hoofdtelefoons kan vervangen - de apparaten zullen geluid van een afstand rechtstreeks naar de oren van de gebruiker uitzenden. Een ander potentieel toepassingsgebied zijn musea en tentoonstellingen. Bezoekers kunnen naar lezingen van elektronische gidsen luisteren zonder anderen te storen. Natuurlijk kunnen we niet nalaten de reclamesfeer op te merken: het zal mogelijk zijn om winkelbezoekers te informeren over de voorwaarden van persoonlijke promoties.
Maar ingenieurs moeten nog een aantal problemen oplossen: tot nu toe kan de audioprojector alleen in een beperkt frequentiebereik werken. Concreet speelt het alleen de noten G (G) tot en met D (D) in het derde en zevende octaaf.
Inwoners van Hacker News ook mogelijke juridische problemen. In het bijzonder zal moeten worden geregeld wie en onder welke voorwaarden persoonlijke reclameboodschappen kunnen ontvangen. Anders zal chaos beginnen in de gebouwen van winkelcentra. Zoals de ontwikkelaars van de “audioprojector” zeggen, zal dit probleem gedeeltelijk worden opgelost door een gezichtsherkenningssysteem. Het zal bepalen of de persoon heeft ingestemd met het ontvangen van dergelijke advertenties of niet.
Over de praktische implementatie van de technologie ‘in het veld’ wordt in ieder geval nog niet gesproken.
Andere manieren om gericht geluid over te brengen
Begin dit jaar ontwikkelden ingenieurs van MIT technologie voor het verzenden van gericht geluid met behulp van een laser met een golflengte van 1900 nm. Het is onschadelijk voor het menselijk netvlies. Geluid wordt overgedragen met behulp van de zogenaamde wanneer waterdamp in de atmosfeer lichtenergie absorbeert. Als gevolg hiervan vindt er op een punt in de ruimte een lokale drukverhoging plaats. Een persoon kan de resulterende luchttrillingen waarnemen met het ‘blote oor’.
Specialisten van het Amerikaanse ministerie van Defensie ontwikkelen soortgelijke technologie. Met een femtosecondelaser creëren ze een bal plasma in de lucht en veroorzaken daarin met een andere nanolaser geluidstrillingen. Het is waar dat je op deze manier alleen maar brullend en onaangenaam geluid kunt genereren, vergelijkbaar met het gehuil van een sirene.
Tot nu toe hebben deze technologieën het laboratorium niet verlaten, maar hun analogen beginnen gebruikersapparaten te ‘penetreren’. Vorig jaar Noveto al een audioluidspreker die met behulp van ultrasone golven een ‘virtuele hoofdtelefoon’ op iemands hoofd creëert. Daarom is de wijdverbreide adoptie van directionele geluidstechnologie slechts een kwestie van tijd.
Waar we over schrijven in onze “Hi-Fi World”:
Bron: www.habr.com