Naukowcy z Centre for Audio, Acoustics and Vibration (Centrum Audio, Akustyki i Wibracji) na Uniwersytecie Technologicznym w Sydney badają technologię przeznaczoną dla tych, którzy chcą doświadczać spokojniejszego życia.

Raport, który można znaleźć w czasopiśmie Scientific Reports (publikacja Nature Springer), opisuje zespół składający się z badaczy Tonga Xiao, Xiaojuna Qui oraz Benjamina Halkona, którzy podkreślają pozytywny wpływ na zdrowie i dobre samopoczucie ich “wirtualnych słuchawek z aktywną kontrolą hałasu (ANC)”. Jak wynika z nazwy technologia ta ma zwiększone możliwości zmniejszenia odczuwania hałasu płynącego z otoczenia.

Dzięki zintegrowaniu technologii laserowej, która radzi sobie dobrze z wysokimi częstotliwościami, a będąca umieszczona np. w zagłówkach, można eliminować potrzebę noszenia słuchawek (czy to tradycyjnych czy dousznych) – zarówno tych do ochrony słuchu czy typowo muzycznych, które czasem stosujemy jedynie po to, aby mniej słyszeć to, co się dzieje wokół nas.

Redukowanie hałasu w zamkniętej przestrzeni. Grafika: UTS

Czy to na otwartym planie, czy w domowym biurze, można anulować w ten sposób pogawędki koleżanek i kolegów w pracy, dzwoniące telefony, komórkę sąsiada w pociągu, szczekanie psa, gwizdanie czajnika i tak dalej – i to bez dyskomfortu związanego z długim noszeniem słuchawek.

W bardziej zamkniętych przestrzeniach, takich jak samochody czy samoloty, wirtualny zestaw słuchawkowy może znacznie zredukować wszystkie zewnętrzne dźwięki, które mogą wpływać na rozpraszanie uwagi, a jednocześnie może wpierać efektywność pracy jak i sam odpoczynek. Dla operatorów ciężkich maszyn i urządzeń jest to rozwiązanie, które zmniejsza zmęczenie, często spowodowane przez noszenie zamkniętych słuchawek chroniących słuch.

– To co udało nam się osiągnąć w przypadku tego zagłówka czy krzesła z ANC, to wydajność ANC w stosunku do obecnego stanu techniki. W szczególności, niektóre wysokie dźwięki, wcześniej trudne do zatrzymania, zostały teraz znacznie zmniejszone – powiedział pod koniec 2020 roku Tong Xiao.

Próby stworzenia praktycznego zestawu słuchawkowego z ANC trwają od dziesięcioleci – bo nie mówimy tutaj o produktach z naklejką ANC pochodzących z AliExpress. System, który został opracowany, opiera się na zdalnym działaniu przy użyciu dopplerowskiego wibrometru laserowego (ang. laser Doppler vibrometr – LDV) oraz małego, lekkiego i odblaskowego czujnika membranowego umieszczonego w małżowinie usznej użytkownika.

Dostępne na rynku instrumenty LDV mają zazwyczaj bardzo wysoką czułość, która jest w stanie rozpoznawać bardzo dokładnie przemieszczanie drgań i prędkość dźwięku do poziomu nanometrów na sekundę. Membrana, które odbiera dane może być zaprojektowana tak, aby była mała i lekka, a jednocześnie posiadała szeroki zakres dynamiki.

– Wyniki pokazują, że można uzyskać tłumienie dźwięku o ponad 10db dla ultraszerokopasmowego zakresu częstotliwości do 6kHz dla wielu źródeł dźwięku i dla różnych rodzajów hałasu powszechnie występującego w otoczeniu – dodaje Xiao.

Zestaw słuchawkowy ANC. Grafika: UTS

– Ten wirtualny system słuchawkowy ANC ma znacznie lepszą wydajność niż jakiekolwiek inne rozwiązanie wirtualnego wykrywania błędów opisywanego w dotychczasowej literaturze – mówi na koniec Xiao.

Wirtualne wykrywanie błędów (ang. virtual error sensing) jest to nowatorska technika aktywnej kontroli hałasu, która ma na celu wytworzenie strefy tłumienia oddalonej od fizycznych czujników.

Źródło: Ultra-broadband local active noise control with remote acoustic sensing (Scientific Reports 2020), University of Technology Sydney