基於超材料的聲學透鏡將帶來超定向揚聲器和麥克風
想像一下,在喧鬧的人群中與一百英尺以外的個人交談,而不使用手機,或者坐在音樂廳後角的便宜座位上,但聽到的一切都和前面和中心觀眾一樣。英國蘇塞克斯大學和布里斯托爾大學的研究人員正致力於通過採用“聲學超材料”以與光學鏡片相同的方式來操縱聲音。
該研究小組展示了第一款動態超材料設備,其變焦目標是用於聲音的變焦鏡頭,被稱為“Vari-sound”。研究小組還建造了一個准直器(一種產生平行光束或輻射的設備),能夠從標準揚聲器以窄的定向束的形式發射聲音。聲學准直器可用於上述人群場景中的個人,或將信號對準電影院過道,以阻止人們坐在過道台階上。
蘇塞克斯大學負責這項研究的Gianluca Memoli博士表示,聲學超材料是普通材料,如塑料,紙張,木材或橡膠,但經過精心設計,使其內部幾何形狀能夠塑造出聲音。聲學鏡頭的概念自20世紀60年代開始出現,聲學全息圖開始出現在超聲波應用中,但這是第一次探索具有實用尺寸鏡頭的聲音系統,類似於用於光線的鏡頭。
研究團隊看到了這項技術的眾多機會。從使用聲透鏡作為高度聚焦的定向麥克風,到精確定位脆弱機械部件內的疲勞,區分破壞玻璃門的竊賊和在外面的輕聲發出叫聲的寵物。個人助理設備(例如Amazon Echo)也可以使用該技術來關注從房屋內的特定位置發出的命令,使得它們對背景噪聲不太敏感。簡而言之,這項技術在家庭娛樂,公共通信,安全,製造甚至健康產業領域的潛在好處是巨大的。