Università del Sussex lenti acustiche che focalizzano il suono su una sola persona al posto delle cuffie

AUDIO DIRETTO CON PRECISIONE SENZA CUFFIE? L’UNIVERSITÀ DEL SUSSEX 3D STAMPA LA RISPOSTA

I ricercatori dell’Università del Sussex nel Regno Unito hanno metasuperfici stampate in 3D per realizzare lenti acustiche che focalizzano il suono su un individuo.

Guidato dal dott. Gianluca Memoli, il team ha inventato un sistema automatizzato di telecamere e altoparlanti in grado di trasmettere un messaggio acustico diretto a un bersaglio mobile tracciato. Creando un riflettore del suono, l’altoparlante direzionale ha potenziali applicazioni nel settore dell’intrattenimento, come la creazione di ambienti sonori nella realtà virtuale (VR) e esperienze audio personalizzate nei cinema.

Alla conferenza tecnologica e sui media SIGGRAPH 2019 , gli scienziati hanno presentato questa invenzione a giganti del divertimento come Disney e Microsoft .

Una telecamera ottica con zoom automatico funziona identificando una persona, estendendo il suo obiettivo per ingrandire il viso della persona, quindi seguendo il viso mentre la persona si muove. La telecamera acustica con zoom automatico del team funziona con un meccanismo simile, ad eccezione della sostituzione di un obiettivo luminoso con un obiettivo acustico.

Un obiettivo acustico è formato da due lenti acustiche stampate in 3D di diverse lunghezze focali. Regolando la distanza tra gli obiettivi davanti all’altoparlante, il suono viene focalizzato su un bersaglio selezionato. I movimenti del bersaglio sono seguiti da un software interno di localizzazione del volto. Il software comanda quindi la regolazione della separazione dell’obiettivo in modo che corrisponda alla distanza del bersaglio dall’altoparlante.

Trasmettendo direttamente l’audio a una persona, il sistema dei ricercatori richiede il consenso dell’utente per funzionare. Ciò garantisce che la tecnologia non possa essere utilizzata in modo intrusivo e che i suoni non vengano indirizzati a un pubblico non disposto.

La produzione additiva e la modellazione computazionale hanno permesso lo sviluppo di metamateriali. Microingegnerizzati con materiali di uso quotidiano come legno, vetro o plastica, i metamateriali stampati in 3D incorporano proprietà uniche come lo spostamento di forme elettrico e indotto dalla pressione . Per le sue qualità superiori, i metamateriali sono stati applicati per costruire dispositivi ottici e un cubo di cristallo sonico .

Quest’ultimo studio dell’Università del Sussex si basa sulla ricerca del dott. Memoli del 2017 sulla manipolazione sonora di mattoni metamateriali stampati in 3D. “I metamateriali acustici sono materiali normali, come plastica o carta o legno o gomma, ma progettati in modo tale che la loro geometria interna scolpisca il suono che passa”, ha spiegato il dott. Memoli. Nel suo studio del 2017, 16 tipi di mattoni metamateriali stampati in 3D sono usati per costruire una metasuperficie che codifica un ritardo nella propagazione del suono.

Per la telecamera acustica con zoom automatico, la metasuperficie assemblata funziona come una lente convergente per il suono. Per massimizzare il suono trasmesso, il team ha ottimizzato lo spessore della matrice di mattoni metamateriali. Mentre l’idea di lenti acustiche è in circolazione dagli anni ’60, questa è la prima volta che vengono esplorate lenti di dimensioni pratiche simili a quelle utilizzate per la luce.

Il dispositivo consente di applicare il design ottico all’acustica. “Progettando materiali acustici su una scala inferiore alla lunghezza d’onda del suono per creare sottili lenti acustiche, il cielo è il limite in nuove potenziali applicazioni acustiche”, ha aggiunto il dott. Memoli.

Il processo consente di creare paesaggi sonori coinvolgenti senza cuffie in VR. Concentrando l’audio su ogni individuo, la tecnologia può anche garantire un’esperienza di ascolto ottimale per tutti gli spettatori, ad esempio al cinema o al teatro. L’obiettivo acustico stampato in 3D può anche essere utilizzato per inviare messaggi di avviso personalizzati in mezzo alla folla.

I ricercatori hanno in programma di espandere le capacità del sistema oltre una sola direzione e oltre un’ottava. Il sistema verrà ridimensionato per coprire la maggior parte delle melodie vocali e di base e, infine, per fornire un intero brano musicale.

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