펜실베이니아 주립대 연구원들은 초음파 빔을 사용하여 '청각적 영역'을 만들어 청취자가 다른 사람을 방해하지 않고도 소리를 개인적으로 들을 수 있게 했습니다. 이 혁신적인 기술은 다양한 환경에서 개인의 오디오 경험을 변화시킬 잠재력이 있습니다.
헤드폰 없이, 주변 사람들을 방해하지 않고 좋아하는 팟캐스트나 음악을 듣는다고 상상해보세요. 이 비전은 Penn State 연구팀의 획기적인 성과 덕분에 현실에 더 가까워졌습니다.
펜실베이니아 주립대 공과대학 음향학 교수이자 이 연구의 책임 저자인 윤 징(Yun Jing)과 그의 팀은 의도한 청취자만 오디오를 들을 수 있는 국소적 사운드 포켓인 "청각적 영역"을 만드는 새로운 오디오 기술을 개척했습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 공공 또는 공유 공간에서 개인적인 청취를 경험하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
연구에서 출판 미국 국립과학원 회보에서 연구자들은 두 개의 비선형 초음파 빔을 사용하여 이러한 청각적 영역을 생성하는 방법을 자세히 설명합니다. 이러한 빔을 특정 지점에서 교차하도록 지시함으로써 소리는 해당 교차점에서만 들리게 되어 청취자에게 고유한 프라이버시 장벽을 만듭니다.
"우리는 음향 메타표면과 짝을 이룬 두 개의 초음파 변환기를 사용하는데, 이는 특정 지점에서 교차하는 자체 굽힘 빔을 방출합니다." Jing은 보도자료에서 이렇게 말했습니다. "그 지점에 서 있는 사람은 소리를 들을 수 있지만, 근처에 서 있는 사람은 소리를 들을 수 없습니다. 이는 사람들 사이에 사적인 청취를 위한 프라이버시 장벽을 만듭니다."
이 기술은 고급 음향 메타표면을 활용합니다. 복잡한 미세 구조로 음파를 구부리는 3D 인쇄 음향 렌즈입니다. 로렌스 리버모어 국립 연구소의 직원 과학자이자 공동 저자인 샤오싱 샤가 개발한 이 메타표면은 빔이 교차할 때까지 초승달 모양의 경로를 따라갈 수 있도록 합니다.
표제: 두 개의 초음파 변환기 앞에 메타표면을 배치함으로써, 두 개의 초음파는 초승달 모양의 궤적을 따라 약간 다른 두 주파수로 이동하여 교차할 때까지 이동하며, 소리가 들릴 수 있는 청각적 영역을 형성합니다. 궤적을 따라 다른 지점에서는 소리가 들리지 않으므로 사적인 청취가 가능합니다.
신용 : 제공: Heyonu Heo/Penn State
연구팀은 이 시스템을 검증하기 위해 귀에 마이크가 달린 더미를 이용해 초음파 빔 경로를 따라 인간의 청각 인지를 모방했습니다.
펜실베이니아 주립 대학 음향학 박사후 연구원인 지아신 "제이" 종은 "우리는 소리가 교차 지점에서만 들린다는 것을 확인했는데, 이는 우리가 인클레이브라고 부르는 것을 생성합니다."라고 덧붙였습니다.
놀랍게도 연구자들은 그들의 시스템이 교실, 차량 또는 야외 공간과 같이 전형적인 소리 반향이 있는 일반적인 환경에서 작동한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 다재다능함은 개방형 사무실의 조용한 구역에서 공공 장소의 레크리에이션 사용에 이르기까지 광범위한 응용 프로그램을 암시합니다.
"우리는 본질적으로 가상 헤드셋을 만들었습니다." Zhong이 덧붙였습니다. "청각적 영역 내의 누군가는 자신만을 위한 것을 들을 수 있습니다. 소리와 조용한 구역을 가능하게 합니다."
현재 이 시스템은 대화 음성(약 60데시벨)과 비슷한 음량으로 약 XNUMXm 떨어진 지점까지 소리를 전송할 수 있습니다. 이 팀은 초음파 강도를 조정하여 범위와 음량을 모두 향상시키고 기술의 잠재적 사용 사례를 확대할 수 있다고 믿습니다.
이 선구적인 프로젝트는 미국 국립과학재단과 로렌스 리버모어 국립연구소의 연구실 주도 연구 개발 프로그램의 지원을 받았습니다.
출처: 펜실베니아 주립 대학