Gli accademici hanno creato dispositivi in ​​grado di manipolare il suono allo stesso modo della luce, creando nuove entusiasmanti opportunità nell'intrattenimento e nella comunicazione pubblica.

I ricercatori delle università del Sussex e di Bristol hanno svelato come le leggi pratiche utilizzate per progettare i sistemi ottici possono essere applicate anche al suono attraverso metamateriali acustici alla conferenza ACM CHI sui fattori umani nei sistemi informatici.

I ricercatori hanno dimostrato il primo dispositivo metamateriale dinamico con l'obiettivo zoom di un varifocale per il suono. Il team del progetto ha anche costruito un collimatore, in grado di trasmettere il suono come raggio direzionale da un altoparlante standard.

La svolta ha il potenziale per rivoluzionare l'industria dell'intrattenimento e molti aspetti della comunicazione nella vita pubblica creando altoparlanti direzionali che possono raggiungere un individuo in mezzo alla folla.

Dott. Gianluca Memoli, Docente in Novel Interfaces and Interactions presso l'Università del Sussex che guida questa ricerca, dice "I metamateriali acustici sono materiali normali, come plastica o carta o legno o gomma, ma progettati in modo che la loro geometria interna scolpisca il suono che attraversa. L'idea delle lenti acustiche esiste dagli anni '60 e gli ologrammi acustici stanno iniziando ad apparire per le applicazioni a ultrasuoni, ma questa è la prima volta che sistemi audio con lenti di dimensioni pratiche, simili a quelli usati per la luce, sono stati esplorati».

La tecnologia prende materiali di uso quotidiano come il vetro, legno e plastica per stampanti 3D e li ingegnerizza per controllare, diretto, e manipolare le onde in modi non comuni, trasformando le metasuperfici in comportamenti come lenti convergenti per il suono.

Il team di ricerca ritiene che la tecnologia apra una moltitudine di opportunità, compresa la possibilità di utilizzare l'obiettivo sonoro come ricevitore per individuare rumori allarmanti, ad esempio all'interno di una macchina per identificare un guasto o all'interno di aree selezionate di una casa per distinguere un ladro che rompe una finestra da un cane che abbaia in sottofondo.

Nella creazione di un telescopio acustico, la tecnologia ha la capacità di ingrandire una singola persona in una folla per fornire o ricevere messaggi acustici.

Gli accademici ritengono inoltre che la tecnologia possa aiutare a fornire una copertura audio davvero a 360 gradi, garantendo che ogni membro del pubblico abbia un'esperienza di ascolto ottimale.

Letizia Chisari, che ha contribuito a questo lavoro durante un tirocinio estivo al Sussex, ha aggiunto:"In futuro, i metamateriali acustici possono cambiare il modo in cui forniamo il suono nei concerti e nei teatri, assicurandosi che tutti ottengano davvero il suono per cui hanno pagato. Stiamo sviluppando capacità sonore che potrebbero portare una maggiore intimità con il suono rispetto alle cuffie, senza bisogno di cuffie."

La nuova tecnologia presenta vantaggi distintivi rispetto ai precedenti progressi nella tecnologia del suono.

I sistemi audio surround nei cinema e negli home theater hanno un punto debole uditivo limitato limitato a un'area di ascolto ristretta, mentre i faretti audio sono costosi e attualmente non sono in grado di trasmettere suoni di alta qualità.

Le lenti acustiche nei trasduttori a ultrasuoni e in alcuni audio domestici di fascia alta sono progettati per essere molto più grandi della lunghezza d'onda, il che significa che il loro uso è limitato alla parte più alta dello spettro acustico.

I metamateriali sono più piccoli, più economico e più facile da produrre rispetto agli array in fase e può anche essere fabbricato con materiali riciclabili. I dispositivi metamateriali portano anche a meno aberrazioni rispetto agli array di altoparlanti, anche su larghezze di banda limitate.

Jonathan Eccles, uno studente universitario di informatica presso l'Università del Sussex, ha detto:"Utilizzando un solo altoparlante, saremo in grado di fornire allarmi alle persone che si muovono per strada, come nel film Minority Report. Utilizzando un unico microfono, saremo in grado di ascoltare piccole parti di un macchinario per decidere che tutto funzioni bene. I nostri prototipi, mentre semplice, abbassare la soglia di accesso alla progettazione di nuove esperienze sonore:i dispositivi basati su metamateriali acustici porteranno a nuove modalità di consegna, sperimentando e persino pensando al suono."

Il documento VARI_SOUND:una lente varifocale per il suono è stato presentato lunedì alla conferenza ACM CHI sui fattori umani nei sistemi informatici (CHI 2019) a Glasgow.