Głośnik MiPAL kieruje dźwięk do konkretnej osoby. Koreańscy naukowcy pokazali, jak to zrobić

Kierunkowy dźwięk, który trafia do konkretnego słuchacza, kojarzył się dotąd z drogimi instalacjami wykorzystującymi dziesiątki lub setki precyzyjnie sterowanych emiterów. Naukowcy z Korei sprawdzili, czy podobny efekt można osiągnąć znacznie prostszą konstrukcją. Tak powstał MiPAL, łączący pojedynczy przetwornik piezoelektryczny z dwoma rodzajami metamateriałów. Wyniki opisane w Nature pokazują kierunkową emisję w zakresie 500 Hz–10 kHz.

Naukowcy z Pohang University of Science and Technology stworzyli głośnik MiPAL, który łączy pojedynczy przetwornik piezoelektryczny z dwoma typami metamateriałów. Konstrukcja pozwala uzyskać kierunkową emisję dźwięku w zakresie 500 Hz–10 kHz bez klasycznej tablicy wielu emiterów.

Gemini Robotics 2 - robot poprawia błąd w locie zamiast zaczynać zadanie od nowa. Apollo 2 i Franka F3 Duo w akcji

Głośniki parametryczne (PAL) wykorzystują nieliniowe mieszanie fal ultradźwiękowych w powietrzu, aby uzyskać znacznie węższą wiązkę dźwięku niż w klasycznych konstrukcjach. Dotychczas wymagały jednak tablic złożonych z dziesiątek lub setek emiterów. Zespół pod kierownictwem koreańskich naukowców, wśród których znaleźli się Woongji Kim, Beomseok Oh, Wonkyu Moon i Junsuk Rho, zastąpił je pojedynczym przetwornikiem piezoelektrycznym typu Langevin, z którym zintegrował dwa rodzaje metamateriałów.

Myślałeś, że karty dźwiękowe PCIe już wymarły? Creative Sound Blaster AE-X wraca do gry o pecetowe audio

Na froncie znalazła się akustyczna metapowierzchnia działająca jak soczewka, której zadaniem jest korekcja nieregularnego frontu fali generowanego przez membranę i formowanie wąskiej wiązki ultradźwięków. Z tyłu umieszczono elastyczne metajednostki, które tłumią niepożądane mody drgań. To ważne, ponieważ bez nich w okolicach 2 kHz dźwięk rozchodził się niemal we wszystkich kierunkach. Po ich zastosowaniu poziom tego składnika wyraźnie spadał wraz ze wzrostem kąta od osi.

LG Display rezygnuje z maski FMM. FLiPP wykorzystuje fotolitografię do produkcji OLED

W eksperymencie z zapowiedzią nowojorskiego metra naukowcy mierzyli dźwięk z odległości 0,5 m pod kątami 0°, 15°, 30° i 45°. MiPAL zachował kierunkowość w zakresie 500 Hz–10 kHz, obejmującym ponad cztery oktawy pasma słyszalnego. Badanie przeprowadzono jednak w warunkach laboratoryjnych, a nie w rzeczywistym wagonie. MiPAL pozostaje demonstratorem technologii. Autorzy wskazują na potencjalne zastosowania m.in. w samolotach, pociągach, muzeach i innych miejscach, gdzie dźwięk powinien trafiać do konkretnego odbiorcy przy ograniczeniu przesłuchu między sąsiednimi osobami lub grupami. Konstrukcja jest modułowa i może być dostosowywana do różnych odległości oraz kątów emisji.