科學(xué)家已經(jīng)發(fā)明出了能夠操縱聲音的設(shè)備，就像在娛樂和公共交流中創(chuàng)造令人興奮的新機(jī)會(huì)一樣。蘇塞克斯大學(xué)和布里斯托爾大學(xué)的研究人員在ACM CHI計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中人類因素會(huì)議上揭示了：設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)用法則，如何也可以應(yīng)用于通過聲學(xué)超材料發(fā)出的聲音。

研究人員已經(jīng)演示了第一個(gè)動(dòng)態(tài)超材料裝置，其變焦目標(biāo)讓聲音變焦。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還建造了一個(gè)準(zhǔn)直儀，能夠從標(biāo)準(zhǔn)揚(yáng)聲器中以定向光束的形式傳輸聲音。

這一突破可能會(huì)給娛樂產(chǎn)業(yè)帶來革命性的變革，也會(huì)給公共生活中的溝通帶來諸多方面的變革，因?yàn)樗鼊?chuàng)造出了能夠在人群中觸及個(gè)人的定向演講者。主持這項(xiàng)研究的蘇塞克斯大學(xué)(University of Sussex)新型界面與互動(dòng)講師吉安盧卡·梅莫利(Gianluca Memoli)博士說：“聲學(xué)超材料是普通材料，比如塑料、紙張、木頭或橡膠，但經(jīng)過設(shè)計(jì)，它們的內(nèi)部幾何形狀可以塑造聲音穿過的聲音。自20世紀(jì)60年代以來，聲透鏡的概念就一直存在，聲學(xué)全息圖開始出現(xiàn)在超聲波應(yīng)用中。

但這是第一次探索具有實(shí)際尺寸透鏡的聲音系統(tǒng)，類似于光的透鏡?！边@項(xiàng)技術(shù)利用玻璃、木材和3d打印機(jī)塑料等日常材料，并對(duì)它們進(jìn)行工程師改造，以不同尋常的方式控制、引導(dǎo)和操縱波，將元表面轉(zhuǎn)化為聲音的聚光鏡。研究小組認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)提供了很多機(jī)會(huì)，包括使用聲音透鏡作為接收器來定位報(bào)警聲音的能力，比如在機(jī)器內(nèi)部識(shí)別故障，或者在房子選定的區(qū)域內(nèi)區(qū)分竊賊打破窗戶和背景中的狗叫聲。在制造聲學(xué)透鏡鏡的過程中，這項(xiàng)技術(shù)能夠放大到人群中的一個(gè)人，從而傳遞或接收聲學(xué)信息。

學(xué)者們還認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)可以帶來真正360度的聲音覆蓋，確保每一位觀眾都有最佳的聽力體驗(yàn)。萊蒂齊亞·希薩里(Letizia Chisari)在蘇塞克斯大學(xué)(Sussex)的暑期實(shí)習(xí)期間為這項(xiàng)工作做出了貢獻(xiàn)，正在開發(fā)一種聲音功能，這種功能可以在不需要耳機(jī)的情況下，比耳機(jī)更貼近聲音。這項(xiàng)新技術(shù)與以往先進(jìn)的音響技術(shù)相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢，影院和家庭影院的環(huán)繞立體聲系統(tǒng)有一個(gè)有限的聽覺最佳點(diǎn)。僅限于狹窄的聽覺區(qū)域，而音頻透鏡價(jià)格昂貴，目前無法傳輸高質(zhì)量的聲音。超聲換能器和一些高端家用音頻的聲學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)比波長大得多。

這意味著使用僅限于聲波頻譜的較高部分。超材料比相控陣更小、更便宜、更容易制造，甚至可以用可回收材料制造。即使在有限的帶寬下，超材料設(shè)備也比揚(yáng)聲器陣列產(chǎn)生更少的畸變。蘇塞克斯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)本科學(xué)生喬納森·埃克勒斯說：我們將能夠像電影《少數(shù)派報(bào)告》中那樣，通過一個(gè)揚(yáng)聲器向在街上走動(dòng)的人們發(fā)出警報(bào)。使用一個(gè)麥克風(fēng)，將能夠聽到機(jī)器的小部件，以確定一切正常工作。原型雖然簡單，卻降低了設(shè)計(jì)新穎聲音體驗(yàn)的門檻：基于聲學(xué)超材料的設(shè)備將帶來傳遞、體驗(yàn)甚至思考聲音的新方式。

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