I ricercatori della Penn State hanno creato delle "enclave udibili" utilizzando fasci di ultrasuoni, consentendo agli ascoltatori di sentire il suono in privato senza disturbare gli altri. Questa tecnologia innovativa ha il potenziale per trasformare le esperienze audio personali in vari ambienti.
Immagina di ascoltare il tuo podcast o la tua musica preferita senza cuffie e senza disturbare chi ti sta intorno. Questa visione è più vicina alla realtà, grazie a una svolta di un team di ricercatori della Penn State.
Yun Jing, professore di acustica presso il Penn State College of Engineering e autore corrispondente dello studio, e il suo team hanno ideato una nuova tecnologia audio che crea "enclave udibili", ovvero sacche localizzate di suono in cui solo l'ascoltatore previsto può sentire l'audio. Questo approccio innovativo potrebbe rivoluzionare il modo in cui viviamo l'ascolto privato in spazi pubblici o condivisi.
In uno studio pubblicato nei Proceedings of the National Academy of Sciences, i ricercatori spiegano in dettaglio come hanno utilizzato due fasci ultrasonici non lineari per generare queste enclave udibili. Dirigendo questi fasci in modo che si intersechino in un punto specifico, il suono diventa udibile solo in quell'intersezione, creando una barriera di privacy unica per l'ascoltatore.
"Utilizziamo due trasduttori a ultrasuoni abbinati a una metasuperficie acustica, che emettono fasci auto-pieganti che si intersecano in un certo punto", ha affermato Jing in un comunicato stampa. "La persona in piedi in quel punto può sentire il suono, mentre chiunque si trovi nelle vicinanze non lo farebbe. Ciò crea una barriera di privacy tra le persone per un ascolto privato".
La tecnologia sfrutta metasuperfici acustiche avanzate, lenti acustiche stampate in 3D con microstrutture complesse che piegano le onde sonore. Queste metasuperfici, sviluppate dal coautore Xiaoxing Xia, uno scienziato dello staff del Lawrence Livermore National Laboratory, consentono ai fasci di seguire un percorso a forma di mezzaluna fino a quando non si intersecano.
Didascalia: Posizionando le metasuperfici di fronte a due trasduttori ultrasonici, le onde ultrasoniche doppie viaggiano a due frequenze leggermente diverse lungo una traiettoria a forma di mezzaluna finché non si intersecano, formando un'enclave udibile dove il suono può essere udito. In altri punti lungo la traiettoria, il suono non viene udito, il che significa che è possibile l'ascolto privato.
Crediti: Fornito da Heyonu Heo/Penn State
Per verificare il loro sistema, il team ha utilizzato un manichino dotato di microfoni nelle orecchie, replicando la percezione uditiva umana lungo il percorso del raggio ultrasonico.
"Abbiamo confermato che il suono non era udibile se non nel punto di intersezione, che crea quella che chiamiamo un'enclave", ha aggiunto Jia-Xin "Jay" Zhong, ricercatore post-dottorato in acustica presso la Penn State.
Sorprendentemente, i ricercatori hanno dimostrato che il loro sistema funziona in ambienti comuni con riverbero sonoro tipico, come aule, veicoli o spazi all'aperto. Questa versatilità suggerisce applicazioni di vasta portata, dalle zone silenziose negli uffici aperti all'uso ricreativo nelle aree pubbliche.
"Abbiamo essenzialmente creato un visore virtuale", ha aggiunto Zhong. "Qualcuno all'interno di un'enclave udibile può sentire qualcosa pensato solo per lui, abilitando zone sonore e silenziose".
Attualmente, il sistema può trasmettere il suono a un punto a circa un metro di distanza a un volume simile al parlato di una conversazione (circa 60 decibel). Il team ritiene di poter migliorare sia la portata che il volume regolando l'intensità degli ultrasuoni, ampliando i potenziali casi d'uso della tecnologia.
Questo progetto pionieristico ha ricevuto il sostegno della National Science Foundation degli Stati Uniti e del Lab Directed Research and Development Program del Lawrence Livermore National Laboratory.
Fonte: Penn State University