Razpravljamo o napravi za prenos usmerjenega zvoka. Uporablja posebne »akustične leče«, princip delovanja pa spominja na optični sistem kamere.
O raznolikosti akustičnih metamaterialov
Z različnimi , katerega akustične lastnosti so odvisne od notranje zgradbe, so se inženirji in znanstveniki ukvarjali že dolgo časa. Na primer, leta 2015 je fizikom uspelo na 3D tiskalniku "akustična dioda" - to je cilindrični kanal, ki prepušča zraku, vendar popolnoma odbija zvok, ki prihaja samo iz ene smeri.
Tudi letos so ameriški inženirji razvili poseben obroč, ki blokira do 94% hrupa. Njegov princip delovanja temelji na , ko je energija dveh motečih valov porazdeljena asimetrično. Več o tej napravi smo govorili v enem od naših .
V začetku avgusta je postal znan še en avdio razvoj. Inženirji z Univerze v Sussexu prototip naprave, ki z uporabo dveh metamaterialov (»akustičnih leč«) in video kamere omogoča fokusiranje zvoka na določeno osebo. Naprava se je imenovala "zvočni projektor".
Kako to deluje
Pred virom zvoka (avdio zvočnikom) sta dve »akustični leči«. Te leče so 3D natisnjena plastična plošča z velikim številom lukenj. Vidite lahko, kako te "leče" izgledajo na prvi strani (odpreti morate celotno besedilo dokumenta).
Vsaka luknja v "zvočni leči" ima edinstveno obliko - na primer nepravilnosti na notranjih stenah. Ko zvok prehaja skozi te luknje, spremeni svojo fazo. Ker je razdaljo med dvema "akustičnima lečama" mogoče spreminjati z uporabo električnih motorjev, postane mogoče zvok usmeriti v eno točko. Postopek spominja na ostrenje optike fotoaparata.
Ostrenje je samodejno. To se naredi s pomočjo video kamere (stane približno 12 USD) in posebnega programskega algoritma. Zapomni si obraz osebe v videoposnetku in spremlja njeno gibanje v kadru. Nato sistem izračuna relativno razdaljo in ustrezno spremeni goriščno razdaljo projektorja.
Kje bo uporabljen?
Razvijalci da bo sistem v prihodnosti lahko nadomestil slušalke - naprave bodo oddajale zvok na daljavo neposredno v ušesa uporabnikov. Drugo možno področje uporabe so muzeji in razstave. Obiskovalci bodo lahko poslušali predavanja iz elektronskih vodnikov, ne da bi pri tem motili druge. Seveda ne moremo mimo oglaševalske sfere - obiskovalce trgovine bo mogoče obveščati o pogojih osebnih promocij.
Toda inženirji morajo rešiti še vrsto težav - zaenkrat je zvočni projektor sposoben delovati le v omejenem frekvenčnem območju. Natančneje, igra le note od G (G) do D (D) v tretji in sedmi oktavi.
Tudi prebivalci Hacker News morebitne pravne težave. Predvsem bo treba urediti, kdo in pod kakšnimi pogoji bo lahko prejemal osebna oglasna sporočila. V nasprotnem primeru se bo začel kaos v prostorih trgovskih centrov. Kot pravijo razvijalci "avdio projektorja", bo to težavo delno rešil sistem za prepoznavanje obraza. Ugotovilo bo, ali je oseba privolila v prejemanje takšnih oglasov ali ne.
Vsekakor pa o praktični implementaciji tehnologije »na terenu« še ni govora.
Drugi načini prenosa usmerjenega zvoka
V začetku leta so inženirji z MIT razvili tehnologijo za prenos usmerjenega zvoka z uporabo laserja z valovno dolžino 1900 nm. Za človeško mrežnico je neškodljiv. Zvok se prenaša s pomočjo t.i ko vodna para v ozračju absorbira svetlobno energijo. Posledično pride do lokalnega povečanja tlaka na točki v prostoru. Človek lahko zazna nastale vibracije zraka s »prostim ušesom«.
Strokovnjaki ameriškega ministrstva za obrambo razvijajo podobno tehnologijo. S femtosekundnim laserjem ustvarijo kroglo plazme v zraku in z drugim nanolaserjem v njej povzročijo zvočne vibracije. Res je, na ta način lahko ustvarite le ropot in neprijeten hrup, podoben zavijanju sirene.
Doslej te tehnologije niso zapustile laboratorija, vendar njihovi analogi začenjajo "prodirati" v uporabniške naprave. Lani že Noveto zvočni zvočnik, ki s pomočjo ultrazvočnih valov ustvari "virtualne slušalke" na glavi osebe. Zato je široko sprejetje tehnologije usmerjenega zvoka le vprašanje časa.
O čem pišemo v našem "Hi-Fi svetu":
Vir: www.habr.com