Ta technologia może zmienić wszystko. Dźwięk kierunkowy wywoła rewolucję?
Udostępnij przez:
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego w Pensylwanii intensywnie pracują nad technologią, która może wywrócić do góry nogami znany nam świat w sferze słuchania muzyki, podcastów czy audycji radiowych. Dźwięk kierunkowy to coś, co zapowiada się jako prawdziwa rewolucja. Co ważniejsze, naukowcy są blisko osiągnięcia celu.
Dźwięk kierunkowy – technologia rodem z filmów sci-fi
Dziś trudno to sobie wyobrazić i cały scenariusz brzmi jak rodem z filmów science-fiction. O co chodzi? Wystarczy pomyśleć, iż na przykład jedziemy zatłoczonym autobusem, słuchamy podcastu bez użycia słuchawek nausznych, dousznych, kostnych, czy jakichkolwiek innych, a mimo wszystko dźwięk dociera tylko do nas.
Albo inny wariant – załóżmy, że jeden z członków naszej rodziny jest melomanem. Jego muzyka odtwarzana z gramofonu niekoniecznie jednak nam odpowiada, a do tego przeszkadza w innych czynnościach. Na przykład chcielibyśmy w tym samym czasie obejrzeć serial. Jak to pogodzić? Właśnie tego typu problemy ma rozwiązywać technologia dźwięku kierunkowego.
Krzyżowanie ultradźwięków kluczem do sukcesu
Na czym dokładnie ma to polegać? Aby zrealizować cel, trzeba wykorzystać ultradźwięki, które w normalnych warunkach nie są słyszalne przez człowieka. Chodzi o fale z częstotliwością wynosząca więcej niż 20kHz. Znajdują się one poza zakresem ludzkiego słuchu. Dotychczas ultradźwięki stosowano głównie w medycynie (np. USG), ale tym razem mają spełniać zupełnie inne zadanie.
W praktyce celem jest ukształtowanie ultradźwięków w taki sposób, by w miejscu przecięcia stworzyły nową falę w zakresie słyszalnym dla człowieka. Wyłapanie go możliwe byłoby jednak tylko konkretnie w tym miejscu. Wystarczyłoby zrobić krok w jakimkolwiek kierunku, a dźwięk przestałby być w ogóle słyszalny. Byłoby to możliwe także dzięki zastosowaniu soczewek dźwiękowych, których głównym zadaniem byłoby nakierowywanie fal w określone miejsce.
Czym jest dźwięk?
Aby to lepiej zrozumieć, warto w ogóle wytłumaczyć, czym jest dźwięk. To wibracja, która przemierza przestrzeń w formie fal. Są one tworzone, gdy obiekt porusza się, sprężając i rozprężając cząsteczki powietrza. Częstotliwość tych wibracji określa z kolei wysokość dźwięku.
Warto to omówić na przykładzie instrumentu muzycznego. Gdy np. struna w gitarze drga, wprawia w ruch cząsteczki powietrza. One zaś tworzą fale odbierane przez ludzkie uszy, które potem mózg przetwarza na dźwięk. Częstotliwość natomiast określa tony. Niższe mają dłuższe fale, a wyższe krótsze.
Kiedy dźwięk kierunkowy mógłby się przydać?
„Znaleźliśmy nowy sposób na wysłanie dźwięku do konkretnego słuchacza. Jest to możliwe za sprawą samozginających się wiązek ultradźwiękowych oraz koncepcji zwanej nieliniową akustyką” – czytamy w artykule opublikowanym przez badaczy na łamach portalu The Conversation.
W tym samym tekście naukowcy wymienili kilka sytuacji, w których ich technologia mogłaby znaleźć zastosowanie. Wspomnieli na przykład o spersonalizowanych przewodnikach audio w muzeach czy lekcjach audio w bibliotekach. Ponadto wspomnieli o kierowcach, którzy nie byliby rozpraszani przez muzykę i mogliby koncentrować się jedynie na wskazówkach z nawigacji. Przede wszystkim jednak technologia ta miałaby przydać się w biurach czy nawet w wojsku, aby zachować poufność rozmów. Badacze podkreślili możliwość tworzenia stref ciszy, które ułatwiłyby koncentrację w miejscach pracy.
Szereg wyzwań dla naukowców
Urządzenie opracowane przez naukowców, które jest w stanie generować tego typu dźwięk, jest mniej więcej wielkości piórnika szkolnego. Badacze potrafią przesyłać za jego sprawą dźwięk o głośności zbliżonej do 60 decybeli. To poziom odpowiadający zwykłej rozmowie dwóch osób. Do tego zasięg wynosi 1 metr. Parametry te będzie można zwiększyć dzięki wzrostowi intensywności ultradźwięków.
Co jednak sprawia, że technologia ta jeszcze nie jest gotowa? Pewne wyzwania z nią związane nadal nie zostały rozpracowane. Kłopot stanowi jakość dźwięku w przypadku nieliniowych zniekształceń. Do tego dochodzi efektywność energetyczna. Aktualnie przekształcanie ultradźwięków do poziomu słyszalnego wymaga pola o dużym natężeniu. Wytworzenie go wymaga z kolei dużej mocy. Prace w kierunku rozwiązania tych kłopotów będą kontynuowane. Niewykluczone więc, że właśnie stoimy u progu prawdziwej rewolucji.