Инженеры POSTECH создали MiPAL: звук доставляется точно одному слушателю

Южнокорейские инженеры из университета POSTECH представили технологию, которая решает одну из главных проблем акустики: звук, в отличие от света, распространяется во все стороны, и заставить его двигаться строго по заданной траектории крайне сложно. Их разработка, получившая название MiPAL, использует параметрическую решетку, где ультразвук модулируется слышимым сигналом. Нелинейное поведение звуковых волн в воздухе позволяет сфокусировать аудиопоток и направить его точечно — конкретному слушателю, не затрагивая окружающих.

Главное отличие новой системы от предшественников — совмещение двух типов метаматериалов в едином корпусе. Спереди установлена акустическая метаповерхность, работающая как линза: она формирует узкий ультразвуковой луч. Сзади расположены упругие метаэлементы, которые гасят паразитные вибрации и предотвращают боковую утечку звука. Именно эта конструктивная особенность решает давнюю проблему: обычные параметрические динамики требуют сотен дорогих излучателей, а простые одноэлементные версии страдали от нежелательных колебаний, размывавших направленность сигнала.

Совместное проектирование метаматериалов и ультразвукового устройства как единой системы позволило преодолеть ограничения по стоимости, сложности и гибкости. Динамик воспроизводит звук в диапазоне от 500 герц до 10 килогерц, охватывая более четырех октав слышимого спектра. В испытаниях, имитирующих рассадку в салоне самолета, использовались реальные радиопередачи и музыкальные записи. Добавление упругих метаэлементов заметно улучшило контроль над направленностью, подтвердив способность доставлять изолированный звук отдельному пассажиру, не мешая соседям по ряду.

Технология напечатана на 3D-принтере, что делает ее модульной и легко адаптируемой под конкретные задачи. Инженеры могут оперативно менять угол луча, учитывать расстояние между креслами или акустические особенности помещения. Это открывает путь к по-настоящему персонализированным аудиосистемам — от индивидуальных развлекательных зон в транспорте до музейных экспозиций и рекламных конструкций, где каждый посетитель слышит только свое. И если раньше подобные решения оставались уделом дорогих лабораторных прототипов, то MiPAL демонстрирует: изолированный звук становится доступным для массового применения.

По материалам: Techcult