Размещая метасурфей перед двумя ультразвуковыми преобразователями, двойные ультразвуковые волны движутся на двух немного разных частотах вдоль траектории в форме полумесяца, пока они не пересекаются, образуя звуковой анклав, где слышат звуковой кабину. В других моментах вдоль траектории звук не слышен — это означает, что частное слушание возможно. Кредит: Heyonu Heo/Penn State
Возможно, когда -нибудь можно будет послушать любимый подкаст или песню, не беспокоя людей вокруг вас, даже не носить наушники. В новом прогрессе в области аудиоинженерии команда исследователей во главе с Юном Цзином, профессором акустики в Инженерном колледже Пенн -Стейт, точно сузилась там, где звук воспринимается путем создания локализованных карманов звуковых зон, называемых слышимыми анклавами.
В анклаве слушатель может услышать звук, в то время как другие, стоящие рядом, не могут, даже если люди находятся в закрытом пространстве, как транспортное средство, или стоят прямо перед источником аудио.
В исследовании, опубликованном в Труды Национальной академии наукИсследователи объясняют, как излучение двух нелинейных ультразвуковых лучей создает слышимые анклавы, где звук может быть воспринят только в точке точной пересечения двух ультразвуковых лучей.
«Мы используем два ультразвуковых преобразователя в паре с акустической метасурностью, которая выделяет самостоятельные балки, которые пересекаются в определенную точку»,-сказал соответствующий автор Цзин. «Человек, стоящий в этот момент, может услышать звук, в то время как любой, кто стоит поблизости, не будет. Это создает барьер конфиденциальности между людьми для частного слушания».
Размещая метасурф-акустические линзы, которые включают в себя миллиметровые или субмиллиметровые микроструктуры, которые сгибают направление звука-в передней части двух преобразователей, ультразвуковые волны перемещаются на двух немного разных частотах вдоль траектории в форме полумесяца, пока они не пересекают, объяснили исследователи.
Метасурфейки были напечатаны соавтором Сяокссинга СИА, ученым-сотрудником Лаборатории Лоуренса Ливермор.
Исследователи объяснили, что ни один из лучей не слышен самостоятельно — это пересечение лучей, которое создает локальное нелинейное взаимодействие, которое генерирует звуковой звук. Балки могут обойти препятствия, такие как человеческие головы, чтобы достичь назначенной точки пересечения.
Jia-xin «Jay» Zhong, постдокторский ученый акустики в штате Пенсильвания, использовал манекен с микрофонами в ушах, чтобы измерить наличие или отсутствие звука вдоль ультразвуковой траектории. Кредит: Poornima Tomy/Penn State
«Чтобы проверить систему, мы использовали смоделированную головку и манекен туловища с микрофонами внутри ушей, чтобы имитировать то, что человек слышит в точках вдоль траектории ультразвукового луча, а также третий микрофон, чтобы сканировать область пересечения»,-сказал первый автора Цзин «Джей», Жонг, постдоксальный ученый в акустике в штате Пенн.
«Мы подтвердили, что звук не был слышен, кроме как в точке перекрестка, что создает то, что мы называем анклавом».
Исследователи протестировали систему в общей комнате с нормальными реверберациями, что означает, что система может работать в различных условиях, таких как классные комнаты, транспортные средства или даже на открытом воздухе.
«По сути, мы создали виртуальную гарнитуру», — сказал Чжун. «Кто -то из слышимого анклава может услышать что -то, что значит только для них — создание звука и тихих зон».
На данный момент исследователи могут удаленно перенести звук примерно в метре от предполагаемой цели, а объем звука составляет около 60 децибел, что эквивалентно говорящему объему. Тем не менее, исследователи сказали, что расстояние и объем могут быть в состоянии увеличить, если они увеличивают интенсивность ультразвука.
В дополнение к Цзину, Ся и Чжун, соавторы включают Джун Джи и Хеону Хе, выпускники программы выпускников Penn State в Acoustics.
Больше информации:
Цзин, Юн, слышимые анклавы, созданные нелинейными самообывающими ультразвуковыми балками, Труды Национальной академии наук (2025). Doi: 10.1073/pnas.2408975122. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2408975122
Информация журнала:
Труды Национальной академии наук, предоставленных Университетом штата Пенсильвания
Цитирование: «Аудируемые анклавы» могут позволить частному прослушиванию без наушников (2025, 17 марта), полученные 18 марта 2025 года из этого документа, подлежит авторским праву. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
