في بداية هذا العام ، في معرض CES-2018 ، قدم علماء من جامعات ساسكس وبريستول اختراعًا ثوريًا ، والذي أثار دهشتي تقريبًا. مشروع إنشاء محول صوت جديد تمامًا يسمى Metasonics وهو إنجاز تكنولوجي حقيقي في إدارة الموجات الصوتية.
إذا حكمنا من خلال بيانات الدراسات التجريبية للبريطانيين ، فإن تقنيتهم سوف تكون ثورة حقيقية لكل من المعدات الصوتية المتخصصة وأنظمة إعادة إنتاج الصوت المنزلي. هذا هو نوع جديد من ما يسمى ب عدسة صوتية تم إنشاؤها على أساس المواد الخام ، وهي قادرة على تركيز الصوت مثل الهدف في البصريات وتغيير المرونة في الشدة بمرونة.
غير عادية ، من وجهة نظر المفاهيم الكلاسيكية ، سمحت قدرات المواد الفوقية للمخترعين بإنشاء 16 نوعًا مختلفًا مما يسمى الطوب الفوقي ، الذي تم على أساسه تطوير محول فريد للموجات الصوتية.
يسمح لك الجهاز بمعالجة المجال الصوتي بحرية. في الواقع ، هذا يعني إنشاء مناطق محلية لاستنساخ الصوت في مكان واحد (على سبيل المثال ، في سيارة أو قاعة عرض) مع إشعاع صوتي محكم التركيز.
المواد الخام والتطبيق في الصوتيات التجريبية
إذا تحدثنا عن المواد الفوقية بشكل عام ، في ويكي يتم تعريفها على أنها:
"Metamaterial هي مادة مركبة لا يتم تحديد خصائصها كثيرًا بخصائص العناصر المكونة لها كما هو الحال في البنية الدورية التي تم إنشاؤها بشكل مصطنع"
وبعبارة أخرى ، يتم تشكيل الخصائص الرئيسية التي تهمنا بسبب البنية الخاصة لوسائل الإعلام ، ولا يمكن العثور على هذه الخصائص في البيئة الطبيعية. في المقابل ، تغير المواد الصوتية الصوتية خصائص الصوت بسبب هيكلها الخاص.
إذا كان خامًا جدًا وغير دقيق تمامًا ، يتم الحصول على المواد الخام عن طريق إدخال ذرات ضخمة في بنية المادة الطبيعية الأصلية. أثناء التطوير ، يمتلك منشئ المواد الخام القدرة على تغيير معلمات الهياكل المنفذة. هذا قد يغير الشكل أو الحجم أو الفترة.
ومن أكثر الأمثلة على خصائص خصائص هذه المواد مادة خام بمؤشر انكسار "الجانب الأيسر". يوضح الفيديو أدناه بشكل تخطيطي كيف يمر الضوء عبر هذه المواد وما يحدث لها.
يمكن تحقيق تأثيرات مماثلة وأكثر تعقيدًا باستخدام المواد الخام ليس فقط بالضوء ، ولكن أيضًا بالموجات الصوتية. وهكذا ، جاءت الفكرة لاستخدام المواد الفوقية كعاكسات صوتية خاصة ، وعدسات و "عدسات" غريبة.
أظهرت التجارب أن استخدام المواد الصوتية الصوتية يجعل من الممكن التحكم في الإشعاع الصوتي بكفاءة أكبر من استخدام الطرق المعروفة الأخرى.
Metasonics - بداية ناجحة لثورة مستقبلية
على الرغم من حقيقة أن المواد الصوتية الصوتية قد تمت دراستها لفترة طويلة نسبيًا (من بداية الصفر) ، فقد تم تحقيق نجاح ملموس في العام الماضي فقط. ظهر نموذج أولي لعدسة صوتية مصنوعة من مواد ميتا ، قادرة على إنشاء وتغيير مجال صوتي ضيق التركيز في الوقت الفعلي ، بفضل العلماء من جامعتي ساسكس وبريستول.
وتجدر الإشارة إلى أن الأجهزة المماثلة التي توفر تركيز الموجات الصوتية كانت موجودة من قبل ، ولكنها لم تستخدم المواد الميتة ، وبالتالي كانت ثابتة وضخمة. منذ بعض الوقت صادفت معلومات حول تطور ما يسمى ب ومع ذلك ، "البقع الصوتية" ، بسبب تعقيد التصنيع وقابلية التصنيع المنخفضة ، لا ينتشر على نطاق واسع.
طورت مجموعة من الباحثين البريطانيين بقيادة سريرام سوبرامانيان ، أستاذ علوم الكمبيوتر في جامعة ساسكس ، نسخة محمولة من مُعدِّل الصوت المكاني المسمى Metasonics.
يعتمد تصميم المحول على استخدام نوع واحد من المواد المعدنية ، ولكن 16 بنية مختلفة مصنوعة على شكل طوب. كانوا يطلقون على الطوب المعدني الصوتي.
في بداية الفيديو أدناه ، تم توضيح مبدأ تشغيل محول الطاقة والمجالات الصوتية التي ينشئها ، بالإضافة إلى أنواع "الطوب" المستخدمة في إنشاء المغير.
يوضح الرفع الصوتي جيدًا شدة الموجات الصوتية في منطقة محلية من الفضاء تسمح لك ببناء محول جديد. علاوة على ذلك ، فهو أكثر إحكاما مقارنة بالنظائر الثابتة الموجودة سابقا.
تلقى مطورو Metasonics في نوفمبر من العام الماضي بالفعل استثمارًا أوليًا بقيمة 10000 دولار في مسابقة في جامعة بريستول. من المحتمل جدًا أن تحصل الشركة في المستقبل القريب على استثمارات أكثر إثارة للإعجاب. غالبًا ما تتم مقارنتها مع شركة ناشئة بريطانية أخرى ، Ultrahaptics ، والتي بدأت في عام 2013 بمبلغ 20000 دولار وجذبت 23 مليون بحلول مايو 2017.
خيارات التطبيق
وفقًا للمخترعين ، يمكن استخدام العدسة في كل مكان تقريبًا حيث توجد حاجة للفصل واتجاه تدفقات الصوت. لذا ، يعتبر المطورون أن استخدام Metasonics هو الأكثر واعدة في السيارة حيث سيتلقى السائق معلومات من المستكشف ، وسيستمع راكب المقعد الأمامي إلى الراديو ، وسيتم تنفيذ الفيلم بشكل مريح في المقاعد الخلفية بدون جدران وعازل للصوت.
وبالمثل ، باستخدام المحول ، يمكنك التعبير عن المنطقة المحلية في متحف أو في معرض (بدون أدلة صوتية غير مريحة يمكن ارتداؤها). وتبدو إمكانيات المغير للإعلان واعدة أيضًا عندما يتمكن العديد من الأشخاص الذين هم على مسافة قصيرة من بعضهم البعض من بث تدفقات صوتية مختلفة أو بث رسالة إعلانية مع تتبع شعاع صوتي مركّز خلف كائن.
فرصة أخرى يقدمها مطورو المشروع هي استخدام العدسات الصوتية في أساور اللياقة البدنية ، والتي ستساعد في التواصل مع مالك الأداة وتقديم ملاحظات عند الجري والتمارين النشطة.
ليس أقل واعدة هو استخدام المنتج لتقسيم المناطق الصوتية للمباني السكنية. في الواقع ، يمكن لهذا المشروع أن يقتل سوق سماعات الرأس المنزلية ، أو على الأقل قمع موقفها الذي لا يتزعزع كوسيلة فردية لاستنساخ الصوت.
إن مبدعي المعجزة "الطوب" أنفسهم مقتنعون بصدق بأن تقنية Metasonics ستصبح ذات يوم منتشرة مثل شاشة LCD.
المرحلة الحالية
في الوقت الحالي ، يعمل فريق من جامعتين على حل مشكلة إعادة الهيكلة الديناميكية لطبقات المواد. بمجرد أن يدرك العلماء هذه المهمة ، ستظهر العديد من مجالات التطبيق. من بين أمور أخرى - ماسحات الموجات فوق الصوتية التشخيصية المدمجة ، وكذلك قدرات الكشف عن الأضرار الصوتية والأدوات العلاجية الصوتية.
في الواقع ، اقترب المطورون العلميون من إنشاء أجهزة صوتية جديدة بشكل أساسي تسمح بتنفيذ ظواهر مثل التشتت والانعراج وانكسار الصوت بأقل تكلفة. وبحسب المجربين ، ستكون هذه مُحَوِلات صوت رقمية بالكامل يتم التحكم فيها في الوقت الفعلي.
الملخص
بعد أن تعرفت على المغير ، فوجئت بمدى قدرة الجهاز والمواد التي سيتم على أساسها تغيير الفهم الحالي للأجهزة الصوتية ، والإشعاع الصوتي. من الواضح لي أن التكنولوجيا الموصوفة ستبدأ في اكتساب شعبية في غضون عامين. سأكون ممتنا لرأيك حول إمكانيات تطبيق هذا الابتكار في التعليقات. آمل في مناقشة حية وصحيحة.