Технологія, що «загинає» звук прямо у вуха

Як працює нова технологія, що створює звукові «бульбашки», які чути тільки в певному місці

Американські вчені з Пенсильванського університету розробили технологію, що дозволяє направляти звук лише в певні місця, роблячи його нечутним для інших навколо. Метод базується на використанні ультразвукових хвиль, які стають чутними тільки у визначених точках простору. Це відкриває нові можливості у сфері комунікацій, розваг і навіть безпеки.

Що таке звук і чому його важко локалізувати

Звук — це механічна хвиля, що поширюється в повітрі через коливання молекул. Його частота визначає висоту тону: низькочастотні коливання створюють глибокі звуки, а високочастотні — різкі.

Проте існує фізичне явище, яке ускладнює контроль звуку — дифракція. Вона змушує звукові хвилі розходитися у просторі, через що практично неможливо направити звук у вузьку зону без спеціальних технологій.

Досі існували спроби контролювати поширення звуку, наприклад, через параметричні гучномовці. Але такі пристрої все одно випромінювали звук по всьому шляху його проходження, що не розв’язувало проблему точкового звукового спрямування.

Як працює технологія аудіоанклавів

ФОТО: На перетині двох ультразвукових променів створюються звукові анклави

Використання ультразвукових хвиль

Новий метод базується на застосуванні ультразвукових хвиль (з частотою понад 20 кГц), які самі по собі є нечутними для людського вуха. Однак ці хвилі можуть переносити чутний звук, роблячи його помітним тільки в певній зоні.

Основна ідея полягає в тому, що дві ультразвукові хвилі різної частоти перетинаються у визначеній точці простору. Завдяки нелінійним акустичним ефектам у місці їхнього перетину утворюється новий звук, що знаходиться у межах чутного діапазону.

Контроль траєкторії звуку

Щоб спрямовувати звук у потрібну точку, дослідники використовують акустичні метаповерхні — спеціальні матеріали, що можуть змінювати напрямок звукових хвиль. Це працює подібно до лінз в оптиці, які згинають світло.

У результаті вченим вдалося створити самозгинаючі звукові промені, які обходять перешкоди й з’єднуються в заданій області простору, формуючи звуковий «анклав».

Звукові анклави

Jiaxin Zhong

Підтримайте існування

українськомовного медіа про науку та технології КРВ.медіа

ПІДТРИМАТИ

Ставайте частиною нашої спільноти

Можливі застосування технології

Розвиток аудіоанклавів може докорінно змінити сферу звуку в різних галузях:

✅ Персоналізоване звучання в публічних місцях
Музеї можуть відтворювати різні аудіогіди для відвідувачів без використання навушників, а в бібліотеках можна буде слухати навчальні матеріали, не заважаючи іншим.

✅ Розділення звуку в транспорті
В автомобілях пасажири зможуть слухати музику, а водій — тільки навігаційні інструкції, без перешкод у комунікації.

✅ Захист конфіденційності
В офісах чи військових установах ця технологія дозволить створювати локалізовані звукові зони, де чутно лише певні розмови.

✅ Зменшення шумового забруднення
Звукові анклави можна застосовувати для активного шумопоглинання, створюючи тихі зони в містах або робочих середовищах.

Перспективи та виклики

Попри інноваційність методу, він потребує вдосконалення:

🔹 Якість звуку – нелінійна взаємодія хвиль може викликати спотворення звуку.
🔹 Енергоефективність – для роботи потрібні високі потужності ультразвукових генераторів.
🔹 Доступність технології – поки що вона не готова до масового впровадження.

Проте, якщо ці проблеми буде вирішено, аудіоанклави можуть стати революційним кроком у сфері звукових технологій, створюючи нові формати комунікації та персоналізованого звуку.

Раніше ми також писали, що вчені з’ясували, чому дзвенить у вухах (тинітус)? А також ввели людський ген NOVA1 мишам і змінили їхній голос