Nossa pesquisa rec\u00e9m-publicada apresenta uma maneira de criar enclaves de \u00e1udio<\/a> \u2014bols\u00f5es localizados de som isolados do resto do ambiente. Em outras palavras, desenvolvemos uma tecnologia que pode criar som exatamente onde ele precisa estar.<\/p>\n A capacidade de enviar um som que se torna aud\u00edvel apenas em um local espec\u00edfico pode transformar o entretenimento, a comunica\u00e7\u00e3o e as experi\u00eancias de \u00e1udio espacial.<\/p>\n O som \u00e9 uma vibra\u00e7\u00e3o<\/a> que viaja pelo ar como uma onda. Essas ondas s\u00e3o criadas quando um objeto se move para frente e para tr\u00e1s, comprimindo e descomprimindo as mol\u00e9culas de ar.<\/p>\n A frequ\u00eancia dessas vibra\u00e7\u00f5es \u00e9 o que determina o tom. As baixas frequ\u00eancias correspondem a sons graves, como um bumbo; as altas frequ\u00eancias correspondem a sons agudos, como um apito.<\/p>\n \u00c9 dif\u00edcil controlar para onde o som vai por causa de um fen\u00f4meno chamado difra\u00e7\u00e3o<\/a> \u2014a tend\u00eancia das ondas sonoras de se espalharem \u00e0 medida que viajam. Esse efeito \u00e9 particularmente forte para sons de baixa frequ\u00eancia devido aos seus comprimentos de onda mais longos, tornando quase imposs\u00edvel manter o som confinado a uma \u00e1rea espec\u00edfica.<\/p>\n Certas tecnologias de \u00e1udio, como alto-falantes de matriz param\u00e9trica<\/a>, podem criar feixes de som focalizados<\/a> direcionados a uma dire\u00e7\u00e3o espec\u00edfica. No entanto, essas tecnologias ainda emitem som que \u00e9 aud\u00edvel ao longo de todo o seu caminho enquanto viaja pelo espa\u00e7o.<\/p>\n Descobrimos uma nova maneira de enviar o som para um ouvinte espec\u00edfico: por meio de feixes de ultrassom autoflexionados e um conceito chamado ac\u00fastica n\u00e3o linear.<\/p>\n O ultrassom refere-se a ondas sonoras com frequ\u00eancias acima da faixa de audi\u00e7\u00e3o humana, ou seja, acima de 20 kHz. Essas ondas viajam pelo ar como ondas sonoras normais, mas s\u00e3o inaud\u00edveis para as pessoas. Como o ultrassom pode penetrar em muitos materiais e interagir com objetos de maneiras \u00fanicas, ele \u00e9 amplamente usado para imagens m\u00e9dicas<\/a> e muitas aplica\u00e7\u00f5es industriais<\/a>.<\/p>\n Em nosso trabalho, usamos o ultrassom como um transportador de som aud\u00edvel. Ele pode transportar o som pelo espa\u00e7o silenciosamente, tornando-se aud\u00edvel somente quando desejado. Como fizemos isso?<\/p>\n Normalmente, as ondas sonoras se combinam linearmente<\/a>, o que significa que elas se somam proporcionalmente em uma onda maior. Entretanto, quando as ondas sonoras s\u00e3o suficientemente intensas, elas podem interagir de forma n\u00e3o linear, gerando novas frequ\u00eancias que n\u00e3o estavam presentes antes.<\/p>\n Esse \u00e9 o segredo da nossa t\u00e9cnica: Usamos dois feixes de ultrassom em frequ\u00eancias diferentes que s\u00e3o completamente silenciosos por si s\u00f3. Mas quando eles se cruzam no espa\u00e7o<\/a>, efeitos n\u00e3o lineares fazem com que eles gerem uma nova onda sonora em uma frequ\u00eancia aud\u00edvel que seria ouvida somente naquela regi\u00e3o espec\u00edfica.<\/p>\n Crucialmente, projetamos feixes ultrass\u00f4nicos que podem se dobrar por conta pr\u00f3pria. Normalmente, as ondas sonoras viajam em linhas retas, a menos que algo as bloqueie ou reflita. No entanto, usando metassuperf\u00edcies ac\u00fasticas<\/a>, materiais especializados que manipulam as ondas sonoras, podemos moldar os feixes de ultrassom para que se curvem \u00e0 medida que viajam. Da mesma forma que uma lente \u00f3ptica dobra a luz, as metassuperf\u00edcies ac\u00fasticas alteram a forma do caminho das ondas sonoras. Ao controlar com precis\u00e3o a fase das ondas de ultrassom, criamos caminhos de som curvos<\/a> que podem contornar obst\u00e1culos e se encontrar em um local-alvo espec\u00edfico.<\/p>\n O principal fen\u00f4meno em jogo \u00e9 o que chamamos de gera\u00e7\u00e3o de diferen\u00e7a de frequ\u00eancia<\/a>. Quando dois feixes ultrass\u00f4nicos de frequ\u00eancias ligeiramente diferentes, como 40 kHz e 39,5 kHz, se sobrep\u00f5em, eles criam uma nova onda sonora na diferen\u00e7a entre suas frequ\u00eancias \u2014nesse caso, 0,5 kHz, ou 500 Hz, que est\u00e1 bem dentro da faixa de audi\u00e7\u00e3o humana. O som pode ser ouvido somente onde os feixes se cruzam. Fora dessa interse\u00e7\u00e3o, as ondas de ultrassom permanecem silenciosas.<\/p>\n Isso significa que voc\u00ea pode fornecer \u00e1udio a um local ou pessoa espec\u00edfica sem incomodar outras pessoas durante o trajeto do som.<\/p>\n A capacidade de criar enclaves de \u00e1udio tem muitas aplica\u00e7\u00f5es potenciais.<\/p>\n Os enclaves de \u00e1udio podem permitir \u00e1udio personalizado em espa\u00e7os p\u00fablicos. Por exemplo, os museus poderiam fornecer diferentes guias de \u00e1udio aos visitantes sem fones de ouvido, e as bibliotecas poderiam permitir que os alunos estudassem com aulas em \u00e1udio sem incomodar os outros.<\/p>\n Em um carro, os passageiros poderiam ouvir m\u00fasica sem distrair o motorista de ouvir as instru\u00e7\u00f5es de navega\u00e7\u00e3o. Escrit\u00f3rios e ambientes militares tamb\u00e9m poderiam se beneficiar de zonas de fala localizadas para conversas confidenciais. Os enclaves de \u00e1udio tamb\u00e9m poderiam ser adaptados para cancelar o ru\u00eddo em \u00e1reas designadas, criando zonas de sil\u00eancio para melhorar a concentra\u00e7\u00e3o nos locais de trabalho ou reduzir a polui\u00e7\u00e3o sonora nas cidades.<\/p>\n Isso n\u00e3o \u00e9 algo que estar\u00e1 nas prateleiras das lojas em um futuro imediato. Por exemplo, ainda h\u00e1 desafios para nossa tecnologia. A distor\u00e7\u00e3o n\u00e3o linear pode afetar a qualidade do som. E a efici\u00eancia energ\u00e9tica \u00e9 outro problema \u2014a convers\u00e3o de ultrassom em som aud\u00edvel requer campos de alta intensidade que podem consumir muita energia para serem gerados.<\/p>\n Apesar desses obst\u00e1culos, os enclaves de \u00e1udio apresentam uma mudan\u00e7a fundamental no controle do som. Ao redefinir como o som interage com o espa\u00e7o, abrimos novas possibilidades para experi\u00eancias de \u00e1udio imersivas, eficientes e personalizadas. * Jiaxin Zhong<\/a>, pesquisador p\u00f3s-doutorando de ac\u00fastica da Penn State<\/a>, <\/em>e Yun Jing<\/a>, professor de ac\u00fastica da Penn State<\/a>.<\/em><\/span><\/p>\n Este artigo \u00e9 republicado de The Conversation<\/a> sob a licen\u00e7a Creative Commons. Leia o original aqui<\/a>.<\/p>\n<\/div>\nO que \u00e9 som?<\/h2>\n
A ci\u00eancia dos enclaves de \u00e1udio<\/h2>\n
Avan\u00e7os no controle de som<\/h2>\n
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