这种音响，可以播放只有你能听到的声音
环球科学约 2 分钟图片来源：Unsplash
撰文 | 丹·韦尔加诺（Dan Vergano）
翻译 | 巢栩嘉
你是否苦恼于入耳式耳机不够舒适？或是觉得头戴式耳机太重？一种新技术可以在安静的房间里创造出一小块有声音的空间，或许能帮你解决这些问题。
这项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的新技术被命名为“声音飞地”，它利用人耳无法听到的超声波束，构建出一个声音空间。超声波的频率高于人类的听觉上限（约2万赫兹），常用于医疗领域。研究中采用的超声波束频率足够高，既能保证非目标区域的人耳听不到，又能沿弯月形轨迹传播，绕过障碍物。
这项研究的通讯作者、美国宾夕法尼亚州立大学的声学专家景云表示，在播客和高端音响盛行的时代，这种技术能让需要的人既听到声音，又无需与外界隔绝，应用前景非常广阔。
传统的超声技术只能产生沿直线传播的可听声束，而这项新技术做出了改进。“我们并没有创造新的概念，这项研究的妙处在于以新颖的方式整合了现有技术，”景云解释道，从家庭影院到无设备通讯，“这项技术可以发展出许多有趣的应用。”
研究团队设计了两个直径约15厘米的超声波发射器，发射器表面覆盖了3D打印的超材料，上面的细小凹槽能精确调控超声波束，使其交叉时产生特定干涉。接下来，研究人员将一个人头模型放在扬声器的正前方。
本质上，声音飞地是超声波波形相互干涉后诞生的杰作。当右侧超声波与左侧超声波在模型头部交汇时，它们会在干涉作用下抵消一部分波，而残留的声波恰好就是想让听众听到的内容。
论文中指出，这项技术使用的超声波声压仅为美国食品和药品管理局超声暴露安全标准的5200分之一。但美国威廉玛丽学院的应用科学教授马克·欣德斯（Mark Hinders，未参与这项研究）提醒，由于超声波可能损伤听力，该技术在真正应用前还需要严格的安全测试。研究者也认同这一观点。
目前原型机的音质尚不完美。景云表示，研究团队计划用机器学习算法分析设备发出的声音，以进一步提升性能。鉴于发射器体积小巧，他认为车载声音飞地系统有望成为首个实际应用场景。
本文来自《环球科学》9月刊“前沿”栏目。
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