Μια εντυπωσιακή καινοτομία από το Penn State University υπόσχεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο ακούμε μουσική ή podcasts, θέτοντας υπό αμφισβήτηση ακόμη και την ανάγκη για ακουστικά. Η ερευνητική ομάδα του καθηγητή ακουστικής Yun Jing ανέπτυξε μια πρωτοποριακή τεχνολογία που επιτρέπει στον ήχο να «κατευθύνεται» σε ένα συγκεκριμένο σημείο στον χώρο, δημιουργώντας έτσι μια λεγόμενη «ηχητική εσοχή», ένα νοητό περίγραμμα όπου ο ήχος είναι αντιληπτός μόνο από το άτομο που βρίσκεται ακριβώς μέσα σε αυτό.
Η βασική ιδέα πίσω από την τεχνολογία αυτή είναι η χρήση υπερήχων σε συνδυασμό με «ακουστικές μετα-επιφάνειες» (acoustic metasurfaces), μικροσκοπικούς φακούς που επιτρέπουν στον ήχο να λυγίζει και να κατευθύνεται με ακρίβεια. Με τη σύγκλιση δύο καμπυλωμένων δεσμών υπερήχων σε ένα και μόνο σημείο στον χώρο, η ομάδα κατάφερε να κάνει τον ήχο ακουστό μόνο εκεί, αφήνοντας τον περιβάλλοντα χώρο εντελώς ήσυχο. Όπως εξηγεί ο Jing, «μόνο το άτομο που στέκεται σε εκείνο το συγκεκριμένο σημείο ακούει τον ήχο – οι υπόλοιποι γύρω του δεν ακούν τίποτα». Το αποτέλεσμα είναι ένας φυσικός φραγμός ιδιωτικότητας, που επιτρέπει την ακρόαση χωρίς παρεμβολές.
Η τεχνολογία αποτελείται από δύο ηχεία υπερήχων και τους ειδικούς μετα-φακούς, οι οποίοι κατασκευάστηκαν με τεχνολογία 3D εκτύπωσης από τον Xiaoxing Xia στο Lawrence Livermore National Lab. Κάθε υπερηχητική δέσμη έχει ελαφρώς διαφορετική συχνότητα, και όταν συγκλίνουν στον χώρο, δημιουργείται μια τοπική ηχητική αντίδραση που γίνεται αντιληπτή μόνο σε εκείνο το σημείο. Ούτε η μία ούτε η άλλη δέσμη είναι αρκετά δυνατή από μόνη της – ο ήχος «υπάρχει» μόνο στην τομή τους.
Ο Jia-Xin “Jay” Zhong, μέλος της ερευνητικής ομάδας, περιέγραψε τη διαδικασία δοκιμών χρησιμοποιώντας μια προσομοίωση ανθρώπινου κεφαλιού και κορμού με μικρόφωνα τοποθετημένα στα «αυτιά» για να μετρηθεί τι ακούγεται κατά μήκος της πορείας του υπερήχου. Ένα τρίτο μικρόφωνο χρησιμοποιήθηκε για να σαρώσει την περιοχή τομής. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι ο ήχος ήταν ακουστός αποκλειστικά στο σημείο της σύγκλισης – δηλαδή μέσα στην «ηχητική εσοχή».
Ένα από τα πιο αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας είναι η ευρεία απόκριση συχνοτήτων – μεταξύ 125 Hz και 4 kHz – που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του φάσματος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί. Επιπλέον, ακόμα και σε δωμάτια με ανακλάσεις και ηχητικές παρεμβολές, το σύστημα κατάφερε να λειτουργήσει αποτελεσματικά. Παράλληλα, το μέγεθος της συσκευής είναι εντυπωσιακά μικρό: περίπου 16 εκατοστά.
«Ουσιαστικά δημιουργήσαμε ένα εικονικό σετ ακουστικών», δήλωσε ο Zhong. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι ένα άτομο που στέκεται μέσα στην ακουστική εσοχή μπορεί να ακούει καθαρά τον ήχο –είτε πρόκειται για μουσική, φωνή ή άλλο περιεχόμενο– χωρίς οι γύρω του να αντιλαμβάνονται απολύτως τίποτα. Πρόκειται για μια λύση που θα μπορούσε να αλλάξει δραστικά τη χρήση του ήχου σε κοινόχρηστους χώρους, όπως σε αυτοκίνητα, ανοιχτά γραφεία ή σχολικές αίθουσες.
Αυτή τη στιγμή, ο ήχος που εκπέμπεται φτάνει τα 60 dB – περίπου όσο μια κανονική συνομιλία – και διανύει απόσταση περίπου ενός μέτρου. Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα θεωρεί ότι υπάρχει περιθώριο βελτίωσης, εφόσον χρησιμοποιηθεί ισχυρότερη πηγή υπερήχων.
Μπορεί η ιδέα να φαντάζει βγαλμένη από επιστημονική φαντασία, όμως στην πραγματικότητα ανταποκρίνεται σε μια πολύ καθημερινή ανάγκη: πώς να κατευθύνουμε τον ήχο ακριβώς εκεί που χρειάζεται, χωρίς να ενοχλείται κανείς. Η προοπτική να ακούει κανείς το αγαπημένο του περιεχόμενο χωρίς ακουστικά και χωρίς να διαταράσσει το περιβάλλον του ανοίγει έναν εντελώς νέο δρόμο στον σχεδιασμό ήχου και στις προσωπικές ακουστικές εμπειρίες.
[via]
