Công nghệ uốn cong âm thanh giúp nghe nhạc mà không cần tai nghe

Nghe nhạc cá nhân mà không cần tai nghe và không làm phiền những người xung quanh là một viễn cảnh đang dần trở thành hiện thực nhờ vào bước đột phá trong công nghệ âm thanh. Một nhóm nghiên cứu liên ngành từ Đại học Penn State, dẫn đầu bởi chuyên gia âm học Yun Jing, đã phát triển một hệ thống tạo ra các "vùng âm thanh riêng tư", nơi âm thanh chỉ có thể được nghe thấy tại những vị trí cụ thể, chẳng hạn như một ghế ngồi trên xe hơi hoặc một bàn học trong lớp.

“Chúng tôi sử dụng hai bộ phát siêu âm kết hợp với một siêu bề mặt âm học để tạo ra các chùm sóng âm tự bẻ cong, giao nhau tại một điểm nhất định,” Jing giải thích. “Người đứng đúng vị trí đó có thể nghe được âm thanh, trong khi những người xung quanh hoàn toàn không bị ảnh hưởng. Điều này tạo ra một rào chắn âm thanh, giúp đảm bảo sự riêng tư khi nghe.”

Công nghệ này dựa vào sự kết hợp giữa siêu bề mặt âm học – một loại vật liệu đặc biệt có khả năng điều hướng sóng âm – và hai bộ phát siêu âm. Mỗi bộ phát tạo ra một chùm sóng siêu âm phi tuyến, uốn cong theo một quỹ đạo cụ thể. Khi hai chùm sóng này giao nhau, âm thanh trở nên có thể nghe được. Tuy nhiên, nếu đứng ngoài vùng giao nhau này, dù rất gần, người khác vẫn sẽ không nghe thấy bất cứ âm thanh nào.

“Về cơ bản, chúng tôi đã tạo ra một chiếc tai nghe vô hình,” Jia-Xin “Jay” Zhong, tác giả chính của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ tại Penn State, chia sẻ. “Bất kỳ ai đứng trong vùng âm thanh này sẽ chỉ nghe được âm thanh dành riêng cho họ, tạo ra sự phân tách rõ ràng giữa khu vực có âm thanh và khu vực yên lặng.”

Để kiểm chứng hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một mô hình đầu và thân người giả có gắn micro bên trong tai để mô phỏng cảm giác nghe của con người. Đồng thời, họ cũng đặt một micro thứ ba để quét toàn bộ khu vực giao thoa của sóng âm. Kết quả xác nhận rằng âm thanh chỉ có thể nghe thấy tại điểm giao nhau, tạo nên một vùng âm thanh cá nhân.

Công nghệ này đã được thử nghiệm trong một căn phòng bình thường với điều kiện âm thanh có phản xạ, nhằm đảm bảo rằng nó có thể hoạt động trong thực tế, chẳng hạn như trong lớp học, xe hơi hoặc không gian ngoài trời. Hiện tại, hệ thống có thể truyền âm thanh tới một vị trí cách khoảng một mét với âm lượng 60 decibel – tương đương với một cuộc trò chuyện thông thường.

Để mở rộng phạm vi truyền âm và tăng cường âm lượng, nhóm nghiên cứu đang tìm cách nâng cao công suất của chùm sóng siêu âm. Nếu đạt được điều này, công nghệ có thể mở ra một kỷ nguyên mới trong trải nghiệm âm thanh, mang lại sự riêng tư và cá nhân hóa cao hơn trong các không gian công cộng.