La configuration du haut-parleur de métasurface du Dr Gianluca Memoli. Crédit :Université du Sussex.
Les universitaires ont créé des appareils capables de manipuler le son de la même manière que la lumière, créant ainsi de nouvelles opportunités passionnantes dans le domaine du divertissement et de la communication publique.
Des chercheurs des universités de Sussex et de Bristol ont dévoilé comment les lois pratiques utilisées pour concevoir des systèmes optiques peuvent également être appliquées au son par le biais de métamatériaux acoustiques lors de la conférence ACM CHI sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques.
Les chercheurs ont démontré le premier dispositif métamatériau dynamique avec l'objectif de zoom d'une focale variable pour le son. L'équipe du projet a également construit un collimateur, capable de transmettre le son sous forme de faisceau directionnel à partir d'un haut-parleur standard.
Cette percée a le potentiel de révolutionner l'industrie du divertissement ainsi que de nombreux aspects de la communication dans la vie publique en créant des haut-parleurs directionnels qui peuvent atteindre un individu dans une foule.
Dr Gianluca Memoli, Maître de conférences en nouvelles interfaces et interactions à l'Université du Sussex qui dirige cette recherche, dit "Les métamatériaux acoustiques sont des matériaux normaux, comme le plastique ou le papier ou le bois ou le caoutchouc, mais conçus pour que leur géométrie interne sculpte le son qui les traverse. L'idée des lentilles acoustiques existe depuis les années 1960 et les hologrammes acoustiques commencent à apparaître pour les applications ultrasonores, mais c'est la première fois que des systèmes de sonorisation avec des lentilles de tailles pratiques, semblables à ceux utilisés pour la lumière, ont été explorés."
La technologie prend des matériaux de tous les jours comme le verre, bois et plastique d'imprimante 3D et les ingénieurs pour contrôler, direct, et manipuler les ondes de manières inhabituelles, transformer les métasurfaces en se comportant comme des lentilles convergentes pour le son.
L'équipe de recherche pense que la technologie ouvre une multitude d'opportunités, y compris la possibilité d'utiliser une lentille sonore comme récepteur pour localiser les bruits alarmants, comme dans une machine pour identifier un défaut ou dans des zones sélectionnées d'une maison pour distinguer un cambrioleur brisant une fenêtre d'un chien qui aboie en arrière-plan.
Comment les recherches du Dr Gianluca Memoli pourraient créer un faisceau directionnel dans un cadre commercial. Crédit :Université du Sussex.
En créant un télescope acoustique, la technologie a la capacité de zoomer sur une seule personne dans une foule pour transmettre ou recevoir des messages acoustiques.
Les universitaires pensent également que la technologie peut aider à apporter une véritable couverture sonore à 360 degrés, garantissant que chaque membre d'un public bénéficie d'une expérience d'écoute optimale.
Letizia Chisari, qui ont contribué à ce travail lors d'un stage d'été à Sussex, a ajouté :« À l'avenir, les métamatériaux acoustiques peuvent changer la façon dont nous produisons le son dans les concerts et les théâtres, s'assurer que tout le monde obtient vraiment le son pour lequel il a payé. Nous développons une capacité sonore qui pourrait apporter une intimité encore plus grande avec le son que les écouteurs, sans avoir besoin d'écouteurs."
La nouvelle technologie présente des avantages distinctifs par rapport aux progrès antérieurs de la technologie du son.
Les systèmes de son surround dans les cinémas et les home cinémas ont une zone d'écoute sonore limitée limitée à une zone d'écoute étroite, tandis que les projecteurs audio sont chers et sont actuellement incapables de transmettre des sons de haute qualité.
Les lentilles acoustiques des transducteurs à ultrasons et certains appareils audio haut de gamme sont conçus pour être beaucoup plus grands que la longueur d'onde, ce qui signifie que leur utilisation est limitée à la partie supérieure du spectre acoustique.
Les métamatériaux sont plus petits, moins cher et plus facile à fabriquer que les multiéléments et peut même être fabriqué dans des matériaux recyclables. Les dispositifs métamatériaux entraînent également moins d'aberrations que les ensembles de haut-parleurs, même sur des bandes passantes limitées.
Jonathan Eccles, un étudiant de premier cycle en informatique à l'Université du Sussex, a déclaré : « En utilisant un seul haut-parleur, nous pourrons délivrer des alarmes aux personnes circulant dans la rue, comme dans le film Minority Report. À l'aide d'un seul microphone, nous pourrons écouter de petites pièces d'une machine pour décider que tout fonctionne bien. Nos prototypes, tout simple, abaisser le seuil d'accès à la conception de nouvelles expériences sonores :les dispositifs basés sur des métamatériaux acoustiques conduiront à de nouvelles façons de délivrer, expérimenter et même penser au son."
L'article VARI_SOUND:a vari-focal lens for sound a été présenté lundi à Glasgow lors de la conférence ACM CHI sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques (CHI 2019).
