Команда исследователей из Массачусетского технологического института представила новый метод передачи направленного звука с помощью лазера.
Ниже мы расскажем, на чем основана эта технология.
Фото ++++++++++++++++++++++++++++++++++ /ПД
Лазер для передачи звука
Технология направленного звука, способная создавать аудиопоток, который можно услышать на небольшом участке пространства, известен с 1980-х годов.Однако звук от таких систем (в том числе и современных) вряд ли можно назвать узконаправленным: в среднем он распространяется по площади.
диаметр 50 сантиметров.
Большой размер зоны покрытия ограничивает их использование.
Сегодня они используются для создания «аудиоточек» в музеях — чтобы посетители могли слушать лекции из электронных гидов, не мешая окружающим, — но не подходят для трансляции аудиопотока конкретному человеку на большое расстояние.
Инженеры из MIT решили эту проблему.
Они предложили использовать точный лазерный луч для передачи направленного звука.
Их решение основано на фотоакустический эффект когда водяной пар в атмосфере поглощает световую энергию.
Этот процесс приводит к локальному повышению давления воздуха и появлению звуковых колебаний.
Человек может воспринимать эти вибрации без дополнительных носимых устройств.
Как это работает
В качестве источника излучения инженеры из Массачусетского технологического института использовали тулиевый лазер , который обычно используется в медицине и косметологии.Устройство способно генерировать излучение с длиной волны от 1900 до 2000 нм — ближнего инфракрасного диапазона электромагнитного спектра.
Решение использовать тулиевый лазер обусловлено тем, что водяной пар в воздухе лучше всего поглощает волны именно этой длины.
Другая причина в том, что свет с длиной волны 1900 нм безвреден для сетчатки и кожи человека.
Разработчики предложили два способа передачи звука.
Первый метод предполагает акустооптический модулятор - устройство, изменяющее интенсивность проходящего света.
Он состоит из стеклянной пластины, на которой с помощью пьезоэлектрического преобразователя создается бегущая ультразвуковая волна, изменяющая интенсивность луча.
Преимуществом такого подхода было достаточно высокое качество передаваемого звука – исследователи удалось успешно воспроизводить записи речи и даже музыку.
Во втором способе передачи аудиоинформации вместо модулятора используется вращающееся зеркало.
Он перемещает лазерную точку в пространстве рядом со слушателем со скоростью звука, что приводит к вмешательство акустические сигналы и их усиление.
В этом случае качество звука хуже, чем в первом способе.Пока разработчикам не удалось создать систему, которая бы сочетала в себе преимущества – громкость и качество звука – обоих подходов.Однако сам звук оказывается гораздо громче — авторам удалось добиться значения 60 дБ на расстоянии 2,5 метра (в первом случае максимум составил 30 дБ).
Но они продолжат работать в этом направлении.
Инженеры планируют разработать метод на основе вращающегося зеркала.
Решение связано с тем, что «сделать звук громче» в первом случае можно только с помощью более мощного лазера, а это уже будет опасно для человека.
Другие способы передачи направленного звука
Идея использования лазера для передачи звука на расстояние не нова.Похожая технология была предложена Министерством обороны США.
Они использовали два оптических устройства: фемтосекундный лазер, создающий в воздухе шар плазмы, и нанолазер, настроенный на узкий диапазон длин волн и генерирующий в этом шаре звуковые колебания.
В результате в воздухе слышен неприятный шум, похожий на звук сирены.
Устройство планируется использовать для защиты секретных объектов от посторонних.
Фото Д-Куру / CC BY-SA
Микроволны также используются для передачи направленного звука.
Несколько лет назад группа исследователей из Университета Иллинойса в Чикаго изучал возможность передачи звукового сигнала с помощью аппарата МРТ, используя кости черепа человека в качестве «переносчика» звуковых колебаний.
Инженерам удалось передать отчетливо слышимые акустические щелчки, но воспроизвести какие-либо сложные аудиозаписи не удалось.
Звуковые волны не были достаточно мощными для этого.
Еще один способ воспроизведения аудиозаписей на небольшой площади пространства – ультразвук.
В прошлом году Noveto представила акустический динамик с 3D-датчиками, отслеживающими положение головы слушателя.
Затем он рассчитывает, в каком направлении и под каким углом следует направить ультразвуковые волны.
создавать У слушателя возникает ощущение «виртуальных наушников».
Перспективы направленного звука
Сегодня направленный звук преимущественно использовать на выставках или в рекламе.Однако ожидается, что в будущем он станет более эффективным маркетинговым инструментом.
Например, динамики Noveto планируется использовать совместно с системой распознавания лиц для передачи таргетированной рекламы прохожим на улице.
С появлением новых способов передачи звука появятся и другие области их применения.
Например, решение инженеров из MIT предложение используется в системах индивидуального оповещения людей об опасности, поскольку лазер способен передавать звук на очень большие расстояния.
Дополнительное чтение из нашего мира Hi-Fi:
Шума много, шума будет мало: гигиена в городах
Как превратить компьютер в радио
Теги: #Научно-популярная #аудиомания #Звук #передача звука
-
Колокейшн, Обычный И Не Очень
19 Oct, 24 -
Chaos Constructions Antique `2007 Будет?
19 Oct, 24 -
Гсон Или «Туда И Обратно»
19 Oct, 24 -
Веб-Кластер – Реальный Опыт
19 Oct, 24 -
Семь Тенденций Кибербезопасности На 2019 Год
19 Oct, 24 -
Троичный Компьютер В Браузере
19 Oct, 24
