ابتكر علماء تقنية صوتية جديدة تتيح الاستماع إلى الموسيقى دون الحاجة إلى سماعات رأس، مع حصر الصوت داخل منطقة محددة بدقة عالية، ونُشرت تفاصيل هذا الابتكار، الذى طوره فريق من جامعة ولاية بنسلفانيا فى الولايات المتحدة الأمريكية، ضمن ورقة بحثية فى مجلة IEEE Transactions on Ultrasonics.

وتعتمد التقنية على طبقة صوتية فائقة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، تقوم بتوجيه الصوت من السماعة إلى نقطة محددة بدقة، بحيث يظل الصوت واضحا وعالى الجودة داخل المنطقة المستهدفة، بينما ينخفض مستواه بشكل حاد خارجها، بحسب ما ذكر موقع hayka الروسى.

مشكلات الأنظمة التقليدية

تعانى أنظمة الصوت الاتجاهية الحديثة، مثل مكبرات الصوت ذات الرنان البارامترى، من عدة قيود كبيرة، فعلى الرغم من قدرتها على إنتاج حزمة صوتية ضيقة، إلا أن الصوت ينعكس فى أرجاء الغرفة عند اصطدامه بالأسطح، مما يؤدى إلى إزعاج المحيطين، كما تواجه هذه الأنظمة مشكلة فى إعادة إنتاج الترددات المنخفضة، وهو ما يؤثر سلبا على تجربة الاستماع إلى الموسيقى التى تحتوى على نغمات جهورية قوية.

دور الأسطح الفوقية

يرى الباحثون أن الأسطح الفوقية الصوتية قد تمثل الحل لهذه المشكلات، وهذه الأسطح عبارة عن مواد متخصصة ذات بنى دقيقة تتحكم فى الموجات الصوتية، وتُطبع باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

وتعمل هذه الأسطح مثل العدسات، حيث تُعدل الموجات الصوتية لتتجمع فى نقطة مركزية، مكونة منطقة صوتية نقية ومحددة للغاية، وتركز التقنية الجديدة الصوت داخل مساحة صغيرة جدا، يبلغ قطرها أكثر قليلا من بوصة واحدة، وارتفاعها أقل من ربع بوصة، أى بحجم قطعة علكة تقريبا، وخلال الاختبارات، سجلت أجهزة القياس صوتا واضحا وعالى الجودة داخل منطقة التركيز، بينما انخفض مستوى الصوت بمقدار 50 ديسيبل على بعد 5 سنتيمترات فقط.

استخدامات مستقبلية واسعة

تتمكن التقنية الجديدة من إعادة إنتاج الترددات حتى 38 هرتز، وهى من أدنى نطاقات التردد التى تستطيع الأذن البشرية سماعها، وبحسب مطوريها، يمكن استخدام هذه التقنية فى مجالات تتطلب قدرا عاليا من الخصوصية، مثل أجهزة الصراف الآلى، وآلات بيع التذاكر، وشاشات العرض داخل المتاجر، ووسائل النقل العام، كما أشار الباحثون إلى سهولة تصنيع هذا الحل، حيث يمكن إنتاجه بكميات كبيرة باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد أو من خلال قوالب بلاستيكية.