پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، فناوری نوینی ساخته‌اند که صدا را بدون نیاز به هدفون فقط به گوش شما می‌رساند.
به گزارش تکناک، تصور کنید بتوانید آهنگ یا پادکست محبوب خود را بدون هدفون با صدای بلند گوش دهید، بدون اینکه اطرافیان شما چیزی بشنوند. این چشم‌انداز جذاب، اکنون به واقعیت نزدیک‌تر شده است.
تیمی به رهبری دکتر «یون جینگ»، استاد آکوستیک دانشگاه پنسیلوانیا، موفق به طراحی روشی شده است که «مناطق شنوایی نامرئی» یا به اصطلاح «حریم‌های صوتی» ایجاد می‌کند؛ مناطق بسیار کوچکی که در آنها صدا تنها در یک نقطه مشخص شنیده می‌شود و تنها فردی که در آن نقطه ایستاده است می‌تواند آن را بشوند.
این نوآوری امکان گوش دادن خصوصی به موسیقی یا پادکست را فراهم می‌کند، همچنین می‌تواند شیوه شنیدن در مکان‌های عمومی را متحول کند.
این فناوری شنیدن صدا بدون هدفون از ترکیب امواج فراصوت — که اغلب برای انسان‌ها قابل شنیدن نیستند — با سطوح صوتی متامتری (acoustic metasurfaces) بهره می‌برد. این سطوح در واقع لنزهای بسیار کوچکی هستند که می‌توانند امواج صوتی را به صورت دقیق و کنترل‌شده خم کنند. پژوهشگران با هدایت دو پرتو فراصوت با فرکانس‌های کمی متفاوت، آنها را به گونه‌ای تنظیم می‌کنند که در یک نقطه خاص به یکدیگر برسند و فقط در همان نقطه، صدا قابل شنیدن باشد.
دکتر جینگ در توضیح این فناوری گفت: «فردی که درست در محل تقاطع این دو پرتو ایستاده است، صدا را می‌شنود، در حالی که افراد اطراف او چیزی نخواهند شنید. این یعنی ما می‌توانیم نوعی حریم صوتی برای شنیدن خصوصی ایجاد کنیم.»
در این سیستم از دو بلندگوی فراصوت و لنزهای متامتری چاپ سه‌بعدی‌شده — طراحی‌شده توسط شیاوشینگ شیا از آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور — استفاده شده است. صدا از طریق واکنشی محلی بین دو پرتو فراصوت ایجاد می‌شود و به‌تنهایی هیچ‌یک از این پرتوها قابل شنیدن نیستند.
جیا-شین «جی» ژونگ، یکی از اعضای تیم تحقیق، نحوه آزمون فناوری شنیدن صدا بدون هدفون را چنین شرح داد: «ما از مدل شبیه‌سازی‌شده سر و بالاتنه انسان با میکروفن‌هایی درون گوش‌های آن استفاده کردیم تا بشنویم انسان در امتداد مسیر پرتو فراصوت چه چیزی می‌شنود. همچنین میکروفن سومی را برای بررسی منطقه تقاطع پرتوها به‌کار گرفتیم و تأیید کردیم که صدا فقط در نقطه تلاقی شنیده می‌شود؛ جایی که ما آن را حریم صوتی می‌نامیم.»
یکی از مهم‌ترین مزایای این روش، گستره فرکانسی وسیع آن است: از ۱۲۵ هرتز تا ۴ هزار هرتز، محدوده‌ای که بخش بزرگی از صداهای قابل شنیدن برای انسان را در بر می‌گیرد. این فناوری حتی در محیط‌های بازتابنده نیز عملکرد مناسبی داشته است.
نکته قابل توجه دیگر، اندازه کوچک این سامانه است؛ تمام تجهیزات تنها حدود ۱۶ سانتی‌متر طول دارند، که تقریباً به‌اندازه یک جامدادی است.
ژونگ در پایان گفت: «ما در اصل یک هدست مجازی ساخته‌ایم.» به گفته او، این نوآوری می‌تواند به‌ویژه در فضاهای مشترکی چون خودروها، کلاس‌های درس یا دفاتر کار باز، کاربردی انقلابی داشته باشد؛ جایی که افراد می‌توانند به صورت خصوصی و بدون مزاحمت برای دیگران، به محتوای صوتی دلخواه خود گوش دهند.
