शोधकर्ताओं ने अल्ट्रासाउंड को अलग -थलग कर दिया है, जो कि आप केवल एक भीड़ में सुन सकते हैं

ब्लीडिंग एज: हेडफ़ोन के बिना संगीत या पॉडकास्ट को सुनने की कल्पना करें, जबकि दूसरों को परेशान न करें या एक भीड़ भरे स्थान पर एक निजी बातचीत के साथ इस आश्वासन के साथ कि केवल इच्छित श्रोता आपकी आवाज सुन सकते हैं। वैज्ञानिकों ने “ऑडियो एन्क्लेव्स” नामक एक नई तकनीक विकसित की है जो अपने परिवेश से अलग -थलग ध्वनि की स्थानीयकृत जेब बनाकर इसे वास्तविकता बना सकती है।

ध्वनि तरंगों के व्यवहार के कारण ध्वनि को किसी विशिष्ट स्थान पर निर्देशित करना मुश्किल है। जैसे -जैसे कंपन हवा के माध्यम से चलते हैं, वे फैलते हैं, विशेष रूप से कम आवृत्तियों पर। यह प्रभाव, विवर्तन के रूप में जाना जाता है, एक क्षेत्र में निहित ऑडियो को रखना मुश्किल बनाता है, विशेष रूप से बास-भारी टोन के साथ। ध्वनि आवृत्तियों को अलग करना और भी अधिक चुनौतीपूर्ण है।

विशेष उपकरण, जैसे पैरामीट्रिक सरणी लाउडस्पीकर, एक केंद्रित बीम में एक विशिष्ट बिंदु पर ध्वनि कंपन को निर्देशित कर सकते हैं। हालांकि, बीम के मार्ग में वे अभी भी ट्रांसमिशन सुन सकते हैं। ध्वनि को केवल लक्षित स्थान तक सीमित करना वर्तमान तकनीक का उपयोग करके अभी भी असंभव है।

कुल ध्वनि अलगाव को प्राप्त करने के लिए, पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय और लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने अल्ट्रासाउंड और नॉनलाइनियर ध्वनिकी का उपयोग किया, जो केवल एक विशिष्ट स्थान पर होने वाले श्रव्य कंपन का उत्पादन करने के लिए “मोड़” साउंडवेव्स के लिए था।

20kHz और उससे अधिक समय में, अल्ट्रासाउंड मनुष्यों के लिए अश्रव्य है। ज्यादातर लोग मेडिकल इमेजिंग में इसके उपयोग से परिचित हैं। हालांकि, यह श्रव्य ध्वनि तरंगों के लिए पहचान करता है। इसलिए, यह समान सिद्धांतों के लिए अतिसंवेदनशील है और श्रव्य ध्वनि के रूप में लहर हेरफेर है। शोधकर्ताओं ने एक सफलता बनाने के लिए इन गुणों का लाभ उठाया, “ऑडियो एन्क्लेव्स” डब किया गया, जो कि कम आवृत्तियों के लिए एक वाहक के रूप में अल्ट्रासाउंड का उपयोग करता है। चूंकि अल्ट्रासाउंड “चुपचाप” यात्रा करता है, “यह श्रव्य ध्वनियों को एक स्थान पर ले जा सकता है, बिना किसी को बिना किसी लक्ष्य के इसे छोड़कर।

श्रव्य एन्क्लेव दो अल्ट्रासाउंड बीम के चौराहे पर बनाए जाते हैं।

शोधकर्ताओं ने ऐसा करने के लिए थोड़ा अलग आवृत्तियों पर दो अल्ट्रासाउंड बीम का उपयोग किया। जब बीम्स इंटरसेक्ट करते हैं, तो अंतर आवृत्ति पीढ़ी के रूप में जानी जाने वाली एक घटना होती है, जिससे एक श्रव्य ध्वनि बनती है।

“जब 40 kHz और 39.5 kHz, ओवरलैप जैसे थोड़े अलग -अलग आवृत्तियों के दो अल्ट्रासोनिक बीम, वे अपनी आवृत्तियों के बीच के अंतर पर एक नई ध्वनि लहर बनाते हैं – इस मामले में, 0.5 kHz, या 500 हर्ट्ज, जो मानव श्रवण सीमा के भीतर अच्छी तरह से है,” अध्ययन के लेखकों ने लिखा। “ध्वनि को केवल वही सुना जा सकता है जहां बीम पार करते हैं। उस चौराहे के बाहर, अल्ट्रासाउंड तरंगें चुप रहती हैं।”

अनुसंधान का एक अन्य प्रमुख नवाचार अल्ट्रासाउंड बीम का स्व-झुकना है। ध्वनिक मेटासर्फेस का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता अल्ट्रासोनिक कंपन के पथ को नियंत्रित कर सकते हैं, प्रभावी रूप से बाधाओं के चारों ओर बीमों को घुमावदार कर सकते हैं और उन्हें एक विशिष्ट बिंदु पर प्रतिच्छेद करने की अनुमति दे सकते हैं।

“महत्वपूर्ण रूप से, हमने अल्ट्रासोनिक बीम डिज़ाइन किया है जो अपने दम पर झुक सकते हैं। आम तौर पर, ध्वनि तरंगें सीधी रेखाओं में यात्रा करते हैं जब तक कि कुछ ब्लॉक या उन्हें प्रतिबिंबित नहीं करता है। हालांकि, ध्वनिक मेटासर्फेस का उपयोग करके – विशेष सामग्री जो ध्वनि तरंगों में हेरफेर करती है – हम अल्ट्रासाउंड बीम को आकार दे सकते हैं। अल्ट्रासाउंड तरंगों के चरण को नियंत्रित करते हुए, हम घुमावदार ध्वनि पथ बनाते हैं जो बाधाओं के आसपास नेविगेट कर सकते हैं और एक विशिष्ट लक्ष्य स्थान पर मिल सकते हैं। “

शोधकर्ताओं का कहना है कि ऑडियो एन्क्लेव में अनुप्रयोगों की एक विशाल सरणी है। सबसे स्पष्ट कई स्थितियों में हेडफ़ोन की आवश्यकता को समाप्त कर रहा है। उदाहरण के लिए, संग्रहालय व्यक्तिगत ऑडियो गाइड की पेशकश कर सकते हैं जो व्यक्तिगत उपयोगकर्ताओं का अनुसरण करते हैं। कार यात्री ड्राइवर के नेविगेशन निर्देशों में हस्तक्षेप किए बिना संगीत सुन सकते थे। यह सुरक्षित संचार के वैकल्पिक साधन के साथ कॉर्पोरेट और सैन्य वातावरण भी प्रदान कर सकता है।

लेखक स्वीकार करते हैं कि इसकी क्षमता के बावजूद, प्रौद्योगिकी अभी भी बहुत नई है, व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य होने से पहले कई चुनौतियों के साथ। नॉनलाइनर विरूपण ध्वनि की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकता है, और ऑडियो एन्क्लेव के लिए आवश्यक उच्च-तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड फ़ील्ड को उत्पन्न करना ऊर्जा-गहन हो सकता है। शोधकर्ता वास्तविक दुनिया के उपयोग के लिए प्रौद्योगिकी को अधिक कुशल और व्यावहारिक बनाने के लिए इन क्षेत्रों पर काम कर रहे हैं।

छवि क्रेडिट: जियाक्सिन झोंग एट अल