Ученые из Университета штата Пенсильвания разработали прототип «акустического пузыря» – устройства, предназначенного для передачи звуков в строго ограниченном пространстве. Эта инновация позволяет контролировать звуковые волны с такой точностью, что они не выходят за пределы заданного объема. Внутри слышен чистый и мощный звук с хорошими басами, но стоит лишь немного отодвинуться в сторону – и наступает тишина.
Сложность управления звуковыми волнами заключается в том, что они легко отражаются от любых поверхностей. Таким образом, то, что функционирует в идеальных условиях, в реальности ведет себя иначе – системам направленного звука мешает практически любой предмет поблизости. Однако это и подсказало решение – ученые решили изначально «запутать» звук, заставив волны отражаться и сходиться в определенной точке сразу после их генерации.
Основой системы является метаповерхность – пластина, напечатанная на 3D-принтере со специальными узорами. Эти узоры разработаны так, чтобы модулировать акустические волны, перенаправляя их движение без потери мощности. В результате, пластина диаметром 15 см создает «пузырь» на расстоянии около 10 см с идеальным звучанием, но стоит сдвинуть микрофон всего на 4-5 см в сторону, как громкость звука падает на 50 дБ.
Главное преимущество этой технологии – отсутствие затрат энергии для фокусировки звука, метаповерхности функционируют в пассивном режиме. Они совместимы практически со всеми типами динамиков, что делает их простыми в установке в различные устройства. Например, в банкоматы для озвучивания инструкций и персональных данных. Или можно создать на их основе альтернативу наушникам – человек сможет слушать музыку, не мешая окружающим.
