Разработан способ целенаправленной передачи звука в уши без наушников
В скором будущем станет возможным слушать любимую песню или подкаст без наушников, при этом совершенно не беспокоя окружающих. В Университете штата Пенсильвания (PSU) разработали способ доставки звука прямо в уши, он описан в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Целевая аудиоинформация передается ультразвуковыми пучками, в точках пересечения которых образуются зоны, названные изобретателями «слышимыми анклавами».
«Мы используем два ультразвуковых преобразователя в сочетании с акустической метаповерхностью, которые излучают самоизгибающиеся пучки, пересекающиеся в определенной точке. Человек, стоящий в этой точке, может слышать звук, в то время как любой, стоящий рядом, не услышит его. Это создает барьер приватности между людьми для личного прослушивания», — объяснил профессор акустики Юнь Цзин из Колледжа инженерии.
Сам по себе ни один из пучков не слышен — звук генерируется в результате их локального нелинейного взаимодействия в точке пересечения. Пучки могут обходить препятствия, такие как человеческие головы, чтобы достичь заданного места.
Метаповерхности играют роль акустических линз, направляющих и изгибающих ультразвуковые лучи. Материалы с микроструктурами миллиметрового или субмиллиметрового масштаба напечатал на 3D-принтере соавтор исследования Сяосин Ся из Ливерморской национальной лаборатории.
«Чтобы протестировать систему, мы использовали манекен головы и туловища с микрофонами внутри ушей, чтобы имитировать то, что слышит человек в точках вдоль траектории ультразвукового пучка, а также третий микрофон для сканирования области пересечения. Мы убедились, что звук не слышен нигде, кроме точки пересечения — что создает то, что мы называем анклавом», — рассказал Цзя-Синь "Джей" Чжун, постдокторант PSU в области акустики.
Исследователи протестировали систему в обычной комнате с нормальной реверберацией, что означает, что система может работать в различных условиях, таких как учебные классы, автомобили или даже на открытом воздухе.
«По сути, мы создали виртуальные наушники, — резюмировал Чжун. — Кто-то внутри слышимого анклава может слышать что-то предназначенное только для него, сохраняя тишину вокруг».
Пока система передает аудиосигнал на расстояние до метра, создавая звук в анклаве громкостью около 60 децибел в диапазоне 125–4000 Гц, но разработчики не сомневаются, что сумеют улучшить ее параметры.
