هدفون را فراموش کنید! انقلابی در فناوری صدا در راه است

تصور کنید بدون نیاز به هدفون، موسیقی یا پادکست مورد علاقه‌تان را بشنوید، درحالی‌که دیگران در اطراف شما هیچ صدایی نشوند. یا در یک محیط شلوغ، مکالمه‌ای خصوصی داشته باشید که تنها شنونده‌ی مورد نظر شما بتواند آن را بشنود. این سناریو اکنون با توسعه‌ی فناوری جدیدی به نام «محدوده‌های صوتی» در آستانه‌ی تحقق قرار گرفته است؛ فناوری‌ که امکان ایجاد حباب‌های صوتی ایزوله را فراهم می‌کند.

هدایت صدا به یک مکان خاص به دلیل رفتار ذاتی امواج صوتی، همواره دشوار بوده است. هنگامی که ارتعاشات صوتی در هوا حرکت می‌کنند، به‌ویژه در فرکانس‌های پایین، پدیده‌ای به نام پراش (Diffraction) باعث می‌شود که صدا در فضا پخش شود. این مسئله به‌ویژه در مورد صداهای دارای فرکانس پایین، مانند صداهای بم، چالش‌برانگیزتر است.

تاکنون تجهیزات پیشرفته‌ای مانند بلندگوهای آرایه‌ای پارامتریک (Parametric Array Speakers) برای هدایت امواج صوتی به کار گرفته شده‌اند. اما این فناوری‌ها نیز نمی‌توانند صدا را کاملاً محدود به یک نقطه خاص کنند؛ هر فردی که در مسیر انتشار موج قرار گیرد، صدا را خواهد شنید.

خلق صدا در نقطه‌ تلاقی پرتوهای اولتراسونیک

پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا و آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور، برای حل این مشکل از امواج اولتراسونیک (فراصوتی) و آکوستیک غیرخطی استفاده کرده‌اند. آن‌ها موفق شده‌اند امواج صوتی را به گونه‌ای خم کنند که تنها در یک نقطه مشخص، ارتعاشات صوتی قابل شنیدن ایجاد شود.

امواج فراصوتی با فرکانس ۲۰ کیلوهرتز و بالاتر، فراتر از محدوده‌ی شنوایی انسان قرار دارند. بااین‌حال، همانند امواج صوتی معمولی رفتار می‌کنند و می‌توان آن‌ها را به شکل دلخواه دستکاری کرد. محققان از این ویژگی بهره برده‌اند و از امواج فراصوتی به عنوان یک حامل نامرئی برای انتقال صداهای قابل شنیدن استفاده کرده‌اند.

با این حال، پژوهشگران تأکید دارند که این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد. چالش‌هایی مانند تحریف‌های غیرخطی در کیفیت صدا و مصرف بالای انرژی برای ایجاد میدان‌های اولتراسونیک قوی همچنان نیازمند بهینه‌سازی هستند. آن‌ها در حال کار بر روی این مشکلات هستند تا حوزه‌های صوتی را به فناوری‌ کاربردی، کم‌مصرف و و نهایتاً تجاری تبدیل کنند که توسط علاقمندان قابل تهیه باشد.

منبع: عصر ایران