北京
曾经看似未来主义的私人声音，似乎很快就能成为日常现实。
一种新型扬声器利用声学和弹性超材料来聚焦音频并阻断侧向泄漏，从而将声音定向传送给单个听众。
浦项科技大学的研究人员设计了这款低成本、单元素扬声器，名为MiPAL。
一旦实现商业化，这项技术有望在不产生噪声污染的情况下实现个性化的公共音频体验。该扬声器系统可以帮助“将声音传送给单个听众”。这听起来就像是从詹姆斯·邦德电影剧本中直接搬出来的 gadgets。
未来，你可以在拥挤的地铁车厢里观看爆炸性的动作电影，完全不用耳机，而紧贴你肩膀的乘客连一声闷响都听不到。很可能不会有刺耳的音频泄漏，也不会有恼怒的目光。
“通过将超材料和超声波设备作为一个系统进行协同设计，我们同时克服了成本、复杂性和设计灵活性方面的局限。”Junsuk Rho教授表示。
“声学和弹性超材料的研究在很大程度上仍停留在验证原理和展示概念的阶段。这项研究首次将超材料集成到功能性设备中，并展示了其实际应用潜力。”Rho补充道。
双域超材料
光沿直线传播。但声音天然会向四面八方扩散，并泄漏到周围空间中。
传统的参量阵扬声器使用由数百个发射器组成的复杂且昂贵的阵列来聚焦声音，而较简单的单元素设计往往因为不必要的振动将音频侧向泄漏而失败。
为了克服这一问题，这种新型高定向性扬声器采用了参量阵扬声器系统。该技术用可听内容调制超声波，利用声音在空气中的非线性行为，将音频聚焦并像光线一样径直传送给单个听众。
研究人员将双重超材料防护集成到单个换能器中：前端的声学超表面充当透镜，将超声波塑造成窄波束。同时，后方的弹性超单元抑制寄生振动，以阻断侧向声音泄漏。
只有你能听到的声音
这种单元素设备可在500 Hz至10 kHz的宽广范围内定向传送音频。有趣的是，它覆盖了可听频谱的四个八度以上。
在使用真实广播和音乐信号进行的模拟飞机座位测试中，加入弹性超单元大幅提升了定向控制能力，证明该系统能够将独立的声音传送给个别乘客，而不会干扰相邻座位。
除了定向精准之外，该设备还设计得易于制造且便于快速定制。
由于其模块化超材料结构采用3D打印制造，工程师可以快速调整和重新配置设计，以适应不同环境，例如不同的座位间距、波束角度或独特的运行条件。
虽然耳机时代可能不会在明天终结，但忍受陌生人用免提打电话的日子或许很快就会结束。
最终，飞机和火车上的乘客将能够在不戴耳机的情况下享受个性化娱乐或收听广播通知。另一方面，博物馆参观者只需站在特定展品前，就能听到量身定制的展品解说。
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