Stråleformet lyd leverer kun lyd til dine ører

Verden larmer. Gå gennem et travlt offentligt rum, og du vil blive oversvømmet med lyde, hvoraf mange du ikke har andet valg end at lytte til. Tænk trafiklyde, andres snak, højttalermeddelelser, der beder en, der ikke er dig, om at flytte en bil, der ikke er din. Hvordan er det i det kakofoniske miljø muligt at sende et målrettet budskab til en bestemt person uden at øge larm, og uden at de behøver at bære en enhed for at høre, hvad du er ordsprog?

Holoplot, en virksomhed baseret i Berlin, har arbejdet på netop et sådant problem i årevis - og med nogle imponerende resultater. Holoplots teknologi bruger 3D-stråleformende teknologi og smarte algoritmer til at skabe transformative lydoplevelser. Specifikt er dens teknologi i stand til at generere flere lydfelter samtidigt, hver med sit eget indhold, udligning, niveau, form og position. Det betyder at være i stand til at skabe flere lydoplevelser i ét rum.

Forestil dig for eksempel at kunne udsende en smal lydstråle, som kun kan høres af én bestemt person, der står i ét bestemt område. I demoer sender Holoplot to sæt lyd til to forskellige personer, stående skulder ved skulder. Mens du måske lejlighedsvis hører en lille mængde spild-over, som de dæmpede lyde, der kommer fra

hovedtelefoner af en person ved siden af ​​dig, for det meste er disse lyde begrænset til den tilsigtede lytter.

"Vi kan skabe forskellige zoner, så du, når du går gennem - for eksempel - en forlystelsesparkinstallation, måske have et hjørne, hvor du kan høre dyr som løver,” fortalte Roman Sick, administrerende direktør for Holoplot, til Digital Trends. "Så går du et par meter, og pludselig er du i et meget andet rum, [og nu kan du høre] vand. Eller du kunne have en meget personlig, målrettet stemme, der forklarer dig noget, du ser på [i museumsmiljø]."

Gå ind i stråleformning

Beamforming-teknologi har eksisteret i årevis, brugt i applikationer som antenner og undervands-ekkolod. I nyere tid er det blevet bagt ind i den teknologi, mange af os bruger til daglig, ofte på måder, vi måske ikke engang tror involverer et så højteknologisk koncept. For eksempel, bærbare computere er ofte udstyret med en række mikrofoner, der anvender en form for stråleformning for bedre at afvise baggrundsstøj, når de opfanger et stemmesignal. Den er også i stigende grad blevet brugt i højttalerarrays, herunder Apples HomePod-smarthøjttaler (den hvoraf første generation er nu desværre død), hvilket brugte det til at give lytteren en bedre kvalitet af musikafspilningsoplevelsen.

"I en nøddeskal er stråleformning afhængig af princippet om konstruktiv og destruktiv bølgeinterferens," Filippo Fazi, fortalte en professor fra Signal Processing, Audio and Hearing Group ved Institute of Sound and Vibration Research i U.K.'s University of Southampton til Digital Trends. "Et øjeblikkeligt øjebliksbillede af lydfeltet genereret af en højttaler kan fysisk fortolkes som [et] rumligt tryk mønster, med vekslende zoner, hvor lufttrykket enten er lidt over eller lidt under det atmosfæriske tryk."

Lyd kan beskrives som en hurtig variation af tryk i rum og tid. Hvis man tager to højttalere og kører dem med omhyggeligt designede signaler, er det muligt at sikre, at begge genererer en stigning i akustisk tryk på et bestemt punkt i rummet. Denne sum af lydsignaler kaldes "konstruktiv interferens" og kan bruges til at maksimere lydtrykniveauet på et ønsket sted i rummet.

Holoplots teknologi tager beamforming-teknologi og demonstrerer det i en imponerende skala. For et par år siden blev der gennemført en afprøvning af dets teknologi på Frankfurts hovedbanegård, den travleste togstation i Tyskland. Besøgende, der nåede bunden af ​​en rulletrappe, hørte pludselig klare instruktioner, der fortalte dem, hvor de skulle gå næste gang. Folk blot et par meter bag dem hørte ingen sådan besked - selvom tilhøreren ikke var desto klogere på dette faktum.

"Interessant nok ved den person, der modtager lyden, ikke altid, at ikke alle andre har den samme oplevelse," fortsatte Sick. "Fordi det er så [klart] tror de, at alle folk ved siden af ​​[dem] har modtaget det samme. Men i virkeligheden er det kun dem eller en lille gruppe mennesker, der har modtaget lydsignalet. Andre kunne have modtaget noget andet eller slet intet."

For nylig lancerede Holoplot sin nye X1-produktlinje og skabte højttalere rettet mod højtydende scenarier, lige fra koncerter til forlystelsesparker. "Du kan nu målrette undergrupper af publikum med specifikt indhold... hvor du [måske] har ét sprog i en del og et andet sprog i en anden del, alle kommer fra samme kilde på samme tid,” han sagde.

Forvandler lyd til det gode

Beamforming har potentialet til at transformere lyd for altid. Hvor lyden tidligere var rodet og væltede ud i de omkringliggende områder, kan akustikken nu fokuseres som en laser. "Virker beamforming med højttalerarrays?" sagde Filippo Fazi. "Ja, det gør det, og det er ret imponerende."

Hvor blændende Holoplots arbejde end er, er det dog ikke den eneste gruppe, der udfører fascinerende arbejde i dette rum. I Fazis laboratorium udfører teamet for eksempel noget fantastisk arbejde ved at bruge beamforming til at skabe individuelle lyttezoner i en enkelt bil. "Dette sætter for eksempel chaufføren i stand til tydeligt at lytte til satellitnavigationsinstruktionerne, mens passagererne kan nyde deres yndlingsmusik uden at høre navigationssystemets stemme," sagde han. "Vi kan opnå dette selv uden højttalere monteret på autostolens nakkestøtte."

Kort fortalt betyder beamforming, at det for første gang er muligt at placere individer i deres egne lydbobler - uden at de behøver at bære hovedtelefoner for at nyde oplevelsen. "Det er en ny æra af, hvad du kan gøre [lydmæssigt]," sagde Roman Sick. "[Tilbage i 1980'erne] var Walkman en ny æra, fordi man pludselig kunne skabe disse personlige bobler [af lyd], som alle kunne gå rundt med. Vi mener, at det med vores teknologi er et lignende kvantespring. Du kan skabe helt nye oplevelser, nogle af dem kender vi nok ikke engang til endnu."

Redaktørens anbefalinger

• Kan en supercomputer redde os fra coronavirus? Vi talte med manden, der ved
• Glem fingeraftryk. Disse hovedtelefoner kan scanne din øregang for identifikation
• Tror du, at dit barn kan have en ørebetændelse? Denne app kan bekræfte det
• Hvem har brug for en robodog, når du kan bygge en hunde-centaur-robot?
• Hvem har brug for blækpatroner? Harvards akustiske printer kan spytte honning eller celler ud