A Penn State Műszaki Karának mérnökei nemrégiben bemutattak egy áttörő akusztikai megoldást, amely alapjaiban változtathatja meg az egyéni zenehallgatás és hangélmény világát. A Yun Jing professzor vezetésével dolgozó kutatócsapat olyan technológiát alkotott meg, amely lehetővé teszi, hogy egyetlen hallgató számára juttassanak el hangokat, miközben a közeli jelenlévők számára ezek teljesen észrevétlenek maradnak.

Ez az innovacios megoldás ultrahangok találkozásán alapul, ahol a kutatók által nemrégiben közzétett tanulmányban bemutatott rendszer működési elve a két nemlineáris ultrahangnyaláb találkozási pontján létrejövő úgynevezett „hallható zóna”. A professzor elmondása szerint: „Két ultrahangos jelátalakítót használunk egy akusztikai metafelülettel párosítva, amelyek önhajlító sugarakat bocsátanak ki, így létrehozzák a hangok összpontosulását egy meghatározott helyen.”

A Lawrence Livermore Laboratory munkatársa, Xiaoxing Xia, által 3D-nyomtatással létrehozott metafelületek akusztikai lencsékként működnek, amelyek mikrostruktúrák irányítják a hang terjedését. A kutatás során a metafelületek előtt elhelyezett jelátalakítókból kibocsátott ultrahangok enyhén eltérő frekvenciákon, félhold alakú pályákon haladnak, amíg elérik találkozási pontjukat.

A kutatás során egy különleges próbabábut használtak fel, amelybe mikrofonokat helyeztek el, szimulálva az emberi hallást. „Alapjában véve egy virtuális fejhallgatót hoztunk létre, amely lehetővé teszi, hogy az a hallható zónában tartózkodó személy kizárólag a neki szánt hangokat érzékelje, ezzel elkülönített hang- és csendzónákat létrehozva” – mondta Jia-Xin Zhong, a tanulmány vezető szerzője.

Jelenleg a rendszer körülbelül egy méteres távolságból képes hangot továbbítani, és körülbelül 60 decibeles hangerővel működik, ami megfelel a normál beszédhang erősségének. A kutatók hangsúlyozzák, hogy mind a távolság, mind a hangerő növelhető az ultrahang intenzitásának fokozásával.

Ez az új technológia különböző környezetekben, például tantermekben, járművekben vagy akár szabadtéri rendezvényeken is alkalmazható. A teszteket normál visszhangviszonyokkal rendelkező helyiségekben végezték, ami tovább növeli a jövőbeni alkalmazhatóságát. Fontos azonban megjegyezni, hogy a szakértők szerint a hagyományos fejhallgatók teljes kiváltása még távoli célnak tűnik, és további jelentős kutatásokra van szükség a technológia széles körű gyakorlati alkalmazásához.

Ez a fejlesztés nem csupán a zenét hallgatókat érinti, hanem potenciálisan megváltoztathatja a kommunikációt és a szórakoztatást is a jövőben. Hamarosan elképzelhető, hogy mindenki számára elérhetők lesznek a hangok anélkül, hogy a külső zaj megzavarná a zenehallgatást vagy az akusztikus élmények élvezetét!