Виртуальные наушники воспроизводят звук, который слышит только их владелец
Технология, способная сделать звук приватным без использования наушников, выходит за стены лабораторий. Инженеры из Университета штата Пенсильвания завершили создание работающего прототипа системы «аудиальных анклавов», которая позволяет слышать аудиоконтент только одному человеку, находясь при этом в открытом пространстве. Это изобретение может кардинально изменить правила взаимодействия с аудиоинформацией в офисах, общественных местах и системах дополненной реальности.
Как работают «виртуальные наушники» без гарнитуры
В основе разработки лежит принцип нелинейной акустики. Устройство генерирует две ультразвуковые волны с незначительно отличающимися частотами. Человеческое ухо не воспринимает ультразвук, однако в точке пересечения этих волн происходит наложение (интерференция), в результате которого возникает слышимый звуковой сигнал. Этот эффект и создает так называемый «аудиальный анклав» — локальную зону, где звук становится доступным для прослушивания.
Роль метаповерхности в фокусировке звука
Ключевым элементом системы является акустическая метаповерхность. Она обладает особой микроструктурой, которая изгибает ультразвуковую волну, заставляя ее распространяться по дуге, огибая голову слушателя. Две такие волны встречаются спереди, формируя источник звука исключительно в этой точке. Любой человек, стоящий даже в нескольких сантиметрах от этой зоны, не услышит ничего, так как за пределами анклава ультразвуковые волны остаются неслышимыми.
Текущие параметры и перспективы масштабирования
В текущей реализации прототипа зона уверенного приема сигнала ограничена расстоянием в один метр, а максимальная громкость не превышает 60 децибел. Разработчики подчеркивают, что эти характеристики не являются финальными. Технология допускает масштабирование как по дальности передачи, так и по уровню громкости за счет увеличения мощности излучателей и оптимизации алгоритмов формирования волн.
Первые коммерческие внедрения ожидаются в сегменте виртуальной и дополненной реальности, где погружение в среду не должно нарушать акустический комфорт окружающих. В образовательных учреждениях технология позволит проводить индивидуальные аудиозанятия без использования громоздких гарнитур, а в open-space офисах — решить проблему аудиоконфиденциальности при телефонных переговорах.
Ранее попытки создать направленные акустические системы сталкивались с проблемой резкого падения качества звука при отклонении слушателя от оси излучения. Новая методика, основанная на формировании замкнутого анклава, решает эту задачу, обеспечивая стабильное звучание именно в точке нахождения пользователя.
Успешное внедрение технологии «виртуальных наушников» способно не только изменить рынок персональных аудиоустройств, но и повлиять на эргономику общественных пространств. В перспективе это снизит уровень шумового загрязнения в библиотеках, коворкингах и транспорте, поскольку необходимость в громких динамиках или изолирующих наушниках отпадет. Для бизнеса это означает появление нового инструмента для таргетированной аудиорекламы и звукового зонирования помещений без капитальных перестроек.
