Kaiutinrakenne keskittää äänen yksityiseen äänipisteeseen

Musiikin ystävät saattavat jonain päivänä pystyä huudattamaan suosikkiartistiensa musiikkia ilman kuulokkeita häiritsemättä naapurustoa tai työtovereita.

Penn Staten yliopiston tutkijat ovat kehittäneet järjestelmän, joka pystyy manipuloimaan ääniaaltoja siten, että ne kuuluvat vain tarkalleen ottaen hieman alle tuuman levyisessä kohdassa. Tästä pienestä tarkennuspisteestä huolimatta heidän järjestelmänsä pystyy tuottamaan korkealaatuista ääntä, joka voi tarjota kuuntelijoille kirkkaan mutta yksityisen äänikokemuksen.

Ääniaallot leviävät perinteisesti lähteestään ulospäin, selitti akustiikan tohtorikoulutettava ja artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Jee Woo Kevin Kim. Parametriset ryhmäkaiuttimet (PAL) käyttävät tehokkaita ultraääniaaltoja kohdistaakseen kuuluvan äänen kapeaksi, laserin kaltaiseksi äänikeilaksi. Kim jatkoi, että vaikka näitä ryhmäkaiuttimia käytetään tiloissa, kuten museoissa ja lähetystiloissa äänen diskreettiseen suuntaamiseen, niitä on vaikea soveltaa näiden erikoisympäristöjen ulkopuolella.

Akustiikan professori ja artikkelin vastaava kirjoittaja Yun Jing sanoi, että akustiset metapinnat voivat ratkaista tämän keskeisen ongelman.

”Akustisen metapinnan kehittämiseksi käytämme suurta pintaa, joka toimii kuin valonsäteen fokusoiva linssi”, kertoo Jing. ”Pinta moduloi ääniaaltoja siten, että ne yhtyvät keskeiseen pisteeseen kaiuttimesta lähdettyään, jolloin voimme kohdistaa äänen tarkalle alueelle.”

”Tällä suunnitelmalla polttopisteemme on kiinteästi avaruudessa, mutta komponenttien passiivinen luonne antaa meille mahdollisuuden vähentää merkittävästi akustisen metapinnan valmistus- ja toteutuskustannuksia”, Jing selitti.

Testeissä mikrofoni tallensi selkeää ja korkealaatuista ääntä. Mikrofonin siirtäminen vain viiden senttimetrin päähän tarkastuspisteestä vähensi äänenvoimakkuutta jopa 50 desibeliä.

Testit osoittivat myös, että PAL-kaiuttimet pystyivät projisoimaan jopa 38 Hz:n taajuuksia, jotka ovat ihmisen kuulon syvimmän ja matalimman äänialueen tuntumassa, mikä perinteisesti vaatisi kookkaita subwoofereita. Kimin mukaan tämä voisi olla merkittävä askel kohti pienempien, äänenlaadun säilyttävien kaiutinjärjestelmien tuotantoa.

Tiimi uskoo, että teknologiasta voisi olla hyötyä kaikkialla, missä personoitu ja yksityinen kuuntelu olisi hyödyllistä, kuten pankkiautomaateissa, lipunmyyntipäätteillä, vähittäiskaupan esittelytiloissa ja ajoneuvoissa, jotta useat ihmiset voivat kuunnella erilaisia yksityisiä äänivirtoja.

Aiheesta aiemmin:

Kaiuttimia grafeenista ja kankaasta

Toimiva 3D-printattu kaiutin