Vědci z univerzit v Sussex a Bristolu vyvíjí nový typ akustických materiálů, které dokáží se zvukem pracovat podobně, jako tomu je u optických čoček a světla. Hlavní snahou je schopnost zaměřovat a zaostřit směr, což se v případě světla dělá právě pomocí optických čoček.
Se zvukem je již dlouho zakořeněný problém toho, že se šíří všemi směry a lze ho jen velmi složitě usměrnit. Vzhledem k tomu, že mechanické vibrace se šíří jak samotným materiálem tak i prostorem, lze tomu jen těžko zabránit. Ale v budoucnosti budeme mít technologii, která tento princip změní.
Trik je v geometrii
Jak lze ovládnout a manipulovat se zvukem podobně jako se světlem? Klíčem jsou speciální metamateriály, které se neliší z pohledu složení - může jít o dřevo, papír nebo klasický plast. Trik je v tom, jaký mají tyto materiály tvar, protože právě geometrie materiálu dokáže ovlivnit chování podobně, jako to dělají čočky u světla.
O výpočet geometrie a konstrukce se starají počítače, které dokáží přesně simulovat průchod zvuku tímto metamateriálem a jeho výsledné chování v prostoru.
První ukázka
Vědcům už se podařilo vyrobit první prototyp varifokálních čoček s označením „Varisound“, které jsou postavené na metamateriálu a oproti dřívějším prototypům je celá konstrukce mnohem menší.
Zároveň se podařilo vytvořit i kolimátor, který dokáže vytvořit usměrněný zvuk v jednom směru. Kombinací těchto dvou hlavních technologií bylo možné zaměřit zvuk na konkrétní místo, přičemž nikde v okolí se tento zvuk nešířil. Výhodou je, že jako zdroj zvuku stále stačí použit klasický reproduktor, který je napojený na tento kolimátor.
Možnosti použití
Jakmile tato technologie bude v konečné fázi, bude mít obrovské možnosti použití. Představte si, že budete mít dokonalý prostorový zvuk v domácnosti kdekoliv, kde budete sedět, přičemž zvuk se bude šířit pouze z jediného bodu přímo do vašich uší a vše bude upravováno v reálném čase.
Hlídači, policisté a další budou moci v davu velmi snadno oslovit kohokoli přesně a na dálku, aniž by tuto zprávu slyšel kdokoli jiný a byla přehlušena okolním šumem. V koncertní hale budete slyšet zvuk stejně kvalitně když budete sedět v poslední řadě v rohu, stejně jako člověk, který bude sedět v první luxusní řadě. To samé platí třeba u kin s prostorovým zvukem.
Stejný princip se týká i snímání zvuku respektive mikrofonů, kdy bude možné přesně snímat váš hlas ať budete kdekoli, i když snímací zařízení bude na jednom místě a třeba na druhé straně místnost.
Revoluce manipulace se zvukem tímto způsobem může přinést nové možnosti v oblastech jako je výroba, veřejné komunikace, zdravotnictví, obecně bezpečnost a další.
Originální materiál k výzkumu naleznete zde