Izstrādātāji no Pensilvānijas Universitātes radījuši lokalizētas skaņas zonas, kas līdzīgas burbuļiem, kur skaņu var dzirdēt tikai cilvēks, kurš atrodas šāda burbuļa centrā.
Pat slēgtās telpās un nelielās istabās cilvēks, kurš atrodas šādā skaņas zonā, dzirdēs skaņu, savukārt tie, kas ir blakus — nē.
Tam zinātnieki izmantoja divus ultraskaņas pārveidotājus, kas virza viļņus ārpus cilvēka dzirdamības diapazona uz akustiskām metapavirsmēm 3D lēcu formā. Šo virsmu materiāli un ģeometrija ļauj virzīt skaņas viļņus konkrētā virzienā.
“Mēs izmantojam divus ultraskaņas pārveidotājus kombinācijā ar akustisko metapavirsmu, kas izstaro pašreizējo refrakcijas starus, kas sakrīt konkrētā punktā. Cilvēks, kas atrodas šajā punktā, var dzirdēt skaņu, savukārt jebkurš, kurš atrodas blakus, — nevar,” skaidro akustikas profesors Juns Cins.
Šie viļņi pārvietojas pusmēness trajektorijās, šķērsojot konkrētu punktu. Šajā punktā, pateicoties nelineārai akustiskai mijiedarbībai, tiek radīta skaņa. Paši viļņi nav dzirdami, skaņa kļūst dzirdama tikai to šķērsošanas punktā.
Sistēmas testēšana tika veikta ar cilvēka manekenu, kura ausīs bija mikrofoni, lai imitētu cilvēka dzirdi. Vēl viens mikrofons skenēja apkārtējo vidi un apstiprināja, ka skaņa dzirdama tikai ultraskaņas viļņu krustošanās vietā.
“Faktiski mēs radījām virtuālu austiņu. Kāds, kas atrodas akustiskajā zonā, var dzirdēt tikai to, kas viņam ir paredzēts, ļaujot izveidot skaņas un klusas zonas,” uzsvēra pētījuma vadošais autors Džis-Sins “Džejs” Džuns.
Akustiskā sistēma tika pārbaudīta dažādos apstākļos, tostarp telpās ar normālu reverberāciju. Tas sniedz iespēju to izmantot tādās vietās kā klasēs, transportlīdzekļos un pat atklātā vietā.
Pašlaik izstrādātāji panākuši, ka sistēma var pārraidīt skaņu aptuveni viena metra attālumā ar skaļumu līdz 60 decibeliem, kas aptuveni atbilst parastas sarunas līmenim.
Pēc pētnieku domām, viņi varētu palielināt sistēmas attālumu un jaudu, palielinot ultraskaņas viļņu intensitāti.
Iepriekšējās mēģinājumi radīt virzītas skaņas sistēmas bieži balstījās uz daudzu sarežģītu skaļruņu izmantošanu. Penn State komandas pieeja, izmantojot metapavirsmēs skaņas virzīšanai, nodrošina elastīgāku un precīzāku risinājumu. Tomēr iekārta ir ļoti liela, un pagaidām nav skaidrs, kā to varētu samazināt, lai izmantotu mūsdienu elektroniskajos sīkrīkos.
Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā PNAS
Avots: ZMEScience
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra