Tidak seperti audio tradisional yang menyebar ke mana-mana, teknologi ini hanya menciptakan suara di titik-titik tertentu tempat dua sinar ultrasonik bertemu, menawarkan pendengaran pribadi tanpa headphone.
Foto Ilustrasi: FreepikRingkasan:
- Peneliti dari Penn State mengembangkan teknologi "gelembung suara" yang memungkinkan suara terdengar hanya oleh pendengar yang dituju, menciptakan zona privasi suara tanpa mengganggu orang lain di sekitar.
- Teknologi ini menggunakan gelombang ultrasonik yang melengkung dan bertemu di satu titik tertentu, menghasilkan suara hanya di lokasi tersebut. Teknologi ini mampu melewati rintangan seperti kepala manusia.
- Audible enclaves memiliki potensi untuk digunakan di museum, kantor, kendaraan, dan rumah sakit, namun perlu penyempurnaan terkait efisiensi konversi suara dan kualitas audio.
ngarahNyaho - Pernah merasa terganggu dengan musik orang lain di ruang bersama? Atau kesulitan melakukan percakapan pribadi di kantor yang sibuk?
Para peneliti di Penn State University mungkin memecahkan masalah akustik sehari-hari ini dengan terobosan yang menciptakan "gelembung suara" yang hanya dapat didengar oleh pendengar yang dituju.
Titik-titik audio lokal ini, yang oleh para peneliti dijuluki "audible enclave," dapat ditempatkan dengan akurasi yang sangat tinggi—bahkan di balik rintangan seperti kepala manusia—sambil tetap tidak terdengar oleh orang lain di ruangan tersebut.
“Kami pada dasarnya menciptakan headset virtual,” kata Jia-Xin “Jay” Zhong, seorang sarjana pascadoktoral di bidang akustik di Penn State.
“Seseorang di dalam audible enclave dapat mendengar sesuatu yang hanya ditujukan untuk mereka — memungkinkan suara dan zona tenang,” lanjut dia seperti dikutip dari StudyFinds.
Diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences, penelitian ini mengatasi tantangan dalam akustik yang telah lama membuat frustrasi para teknisi audio.
Gelombang suara menyebar secara alami saat bergerak, sehingga hampir mustahil untuk menahannya tanpa penghalang fisik.
Inilah sebabnya mengapa percakapan dapat terdengar dari satu ruangan ke ruangan lain dan mengapa pengeras suara tradisional memenuhi seluruh ruangan dengan suara.
“Kami menggunakan dua transduser ultrasonik yang dipasangkan dengan metasurface akustik, yang memancarkan sinar yang dapat ditekuk sendiri dan berpotongan di titik tertentu.”
Demikian dikatakan penulis korespondensi Yun Jing, profesor akustik di Penn State College of Engineering.
“Orang yang berdiri di titik tersebut dapat mendengar suara, sementara orang yang berdiri di dekatnya tidak dapat mendengarnya. Hal ini menciptakan penghalang privasi di antara orang-orang untuk mendengarkan secara pribadi.”
Sistem ini bekerja dengan mengirimkan dua sinar suara ultrasonik—frekuensi yang terlalu tinggi untuk didengar manusia—yang bergerak di sepanjang jalur lengkung dan bertemu di lokasi target tertentu.
Dengan menggunakan struktur cetak 3D yang disebut metasurface, mereka membentuk sinar ultrasonik ini untuk ditekuk di sekitar rintangan seperti kepala seseorang.
Dengan memposisikan metasurface di depan dua transduser, gelombang ultrasonik bergerak pada dua frekuensi yang sedikit berbeda di sepanjang lintasan berbentuk bulan sabit hingga berpotongan.
Metasurface dicetak 3D oleh rekan penulis Xiaoxing Xia, ilmuwan staf di Lawrence Livermore Laboratory.
Tidak ada satu pun berkas yang dapat didengar sendiri—hanya perpotongan berkas-berkas tersebut yang menciptakan interaksi nonlinier lokal, yang menghasilkan suara yang dapat didengar.
Berkas-berkas tersebut dapat melewati rintangan, seperti kepala manusia, untuk mencapai titik perpotongan yang ditentukan.
Menembus hambatan suara
Jia-Xin “Jay” Zhong, seorang sarjana pascadoktoral akustik di Penn State, menggunakan boneka dengan mikrofon di telinganya untuk mengukur ada atau tidaknya suara sepanjang lintasan ultrasonik. Foto: Poornima Tomy/Penn StateSebagian besar teknologi audio bekerja dalam rentang frekuensi yang sempit, tetapi sistem ini menunjukkan keefektifannya pada spektrum yang mengesankan dari 125 Hz hingga 4 kHz.
Rentang ini mencakup sebagian besar frekuensi yang dibutuhkan untuk reproduksi suara dan musik, sehingga praktis untuk aplikasi di dunia nyata.
Pendekatan ini berbeda secara mendasar dari teknologi suara terarah yang ada.
Upaya sebelumnya untuk menciptakan audio yang terfokus memerlukan susunan pengeras suara yang besar dan pemrosesan yang rumit, terutama untuk frekuensi yang lebih rendah dengan panjang gelombang yang lebih panjang.
Produk "berkas suara" komersial memang ada tetapi tidak dapat membelok di sekitar rintangan atau menciptakan titik pendengaran yang sangat jelas.
Mungkin yang paling mengesankan adalah ukuran sistem yang ringkas. Para peneliti memperoleh hasil mereka menggunakan aperture sumber yang hanya berukuran 0,16 meter.
Ukuran yang sangat kecil dibandingkan dengan pendekatan konvensional yang memerlukan peralatan yang jauh lebih besar untuk mengarahkan suara frekuensi rendah.
Untuk memverifikasi bahwa teknologi tersebut berfungsi dengan konten yang sebenarnya, bukan hanya nada uji, tim tersebut melakukan pengujian yang ketat.
"Kami menggunakan boneka kepala dan badan tiruan dengan mikrofon di dalam telinganya untuk meniru apa yang didengar manusia di titik-titik sepanjang lintasan sinar ultrasonik, serta mikrofon ketiga untuk memindai area persimpangan," kata Zhong.
"Kami mengonfirmasi bahwa suara tidak dapat didengar kecuali di titik persimpangan, yang menciptakan apa yang kami sebut enklave."
Para peneliti menguji sistem tersebut di ruang bersama dengan gema normal, yang berarti sistem tersebut dapat bekerja di berbagai lingkungan seperti ruang kelas, kendaraan, atau bahkan di luar ruangan.
Penggunaan
Teknologi ini membuka kemungkinan yang menarik. Museum dapat menyampaikan narasi pameran kepada pengunjung di tempat-tempat tertentu tanpa menciptakan tumpang tindih audio.
Pekerja kantor dapat menerima pemberitahuan pribadi tanpa mengganggu rekan kerja.
Mobil dapat menciptakan zona suara tersendiri untuk setiap penumpang, yang memungkinkan pengemudi mendengar instruksi navigasi sementara penumpang di belakang menikmati musik yang berbeda.
Aplikasi ini tidak hanya memberikan kenyamanan. Pendekatan yang sama dapat menciptakan zona tenang yang ditargetkan dengan memberikan sinyal peredam bising yang ditempatkan secara tepat.
Rumah sakit dapat mempertahankan area yang tenang sambil memungkinkan komunikasi yang diperlukan di ruang yang berdekatan—sesuatu yang sulit dicapai oleh sistem pengendalian kebisingan tradisional.
Untuk saat ini, para peneliti dapat mentransfer suara dari jarak jauh sekitar satu meter dari target yang dituju, dan volume suara sekitar 60 desibel, setara dengan volume bicara.
Namun, para peneliti mengatakan bahwa jarak dan volume dapat ditingkatkan jika intensitas ultrasound ditingkatkan.
Sistem saat ini memerlukan ultrasound intensitas tinggi untuk menghasilkan level audio sedang karena inefisiensi konversi. Meskipun level yang digunakan sesuai dengan pedoman keselamatan, aspek ini perlu disempurnakan lebih lanjut.
Kualitas audio menghadirkan rintangan lain. Interaksi tersebut menimbulkan beberapa distorsi, yang dapat memengaruhi konten audio yang kompleks.
Namun, tim tersebut yakin teknik pemrosesan sinyal dapat mengimbangi efek ini di versi mendatang. |Sumber: StudyFinds
إرسال تعليق