Inžinieriai sukūrė garsiakalbį, garsą „numetantį“ tik tam žmogui: tai keičia viešas erdves

Inžinierių komanda pristatė naujo tipo kryptinį garsiakalbį, galintį perduoti garsą tik į tiksliai apibrėžtą erdvę. Pagrindas – ultragarso moduliacija, kai ore iš ultragarso bangų „išgaunamas“ žmogaus girdimas signalas.

Toks sprendimas priskiriamas parametrinių garsiakalbių technologijai, kai siauras ultragarso pluoštas veikia tarsi garso „prožektorius“. Skirtingai nei įprasti garsiakalbiai, jis mažiau „išsilieja“ į šonus, todėl šalia esantys žmonės gali beveik nieko negirdėti.

Iki šiol didesnį tikslumą dažnai užtikrindavo sudėtingos sistemos su dešimtimis ar net šimtais tiksliai išdėstytų ultragarsinių keitiklių. Tačiau paprastesnėse konstrukcijose problema tapdavo membranos sukelti pašaliniai virpesiai, dėl kurių atsirasdavo garso nuotėkis į šonus ir silpnėdavo kryptingumas.

Naujoje konstrukcijoje šis trūkumas sprendžiamas sujungiant dviejų tipų metamaterialus viename ultragarsiniame keitiklyje. Priekyje įrengtas akustinis metapaviršius veikia kaip lęšis ir suformuoja siaurą, tvarkingą ultragarso pluoštą, panašiai kaip lazeris šviesai.

Galinėje dalyje integruotos elastingos metastruktūros slopina parazitinius virpesius pasirinktų dažnių ruože. Tai sumažina nepageidaujamą garsą, sklindantį į šonus, ir sustiprina tikslinį perdavimą ten, kur jis turi pasiekti klausytoją.

Eksperimentuose vieno elemento įrenginys kryptingai perdavė garsą maždaug nuo 500 hercų iki 10 kilohercų. Tai daugiau nei keturios oktavos ir apima didelę dalį kasdienio girdimo spektro, svarbaus tiek kalbai, tiek muzikai.

Tyrėjai taip pat imitavo lėktuvo salono sėdynių išdėstymą ir tikrino, ar skirtingas turinys gali pasiekti skirtingus keleivius netrukdydamas šalia sėdinčiam žmogui. Atkūrus realius radijo signalus ir muziką bei pamatuojus garso lygį įvairiais kampais, papildomas vibracijų slopinimas aiškiai pagerino kryptingumą.

Komanda iš Pohango mokslo ir technologijų universiteto teigia, kad komercializavus sprendimą jis galėtų praversti lėktuvuose ir traukiniuose, kai pranešimai ar pramoginis turinys būtų personalizuojamas konkrečiai vietai. Panašus principas tiktų muziejams ir parodų salėms, kur paaiškinimą girdėtų tik žmogus, stovintis prieš konkretų eksponatą.

Tokios technologijos dažnai pristatomos kaip privatumo ir triukšmo mažinimo priemonė, tačiau praktinis pritaikymas priklausys ir nuo saugumo bei komforto kriterijų. Inžinieriams svarbu išlaikyti aiškų garsą, sumažinti iškraipymus ir užtikrinti, kad ultragarsiniai komponentai atitiktų taikomus akustikos reikalavimus viešose erdvėse.