Anonim

أول جهاز إخفاء صوتي ثلاثي الأبعاد في العالم تم إنشاؤه

علم

دارين كويك

12 مارس 2014

2 صور

تم بناء عباءة صوتية من عدة صفائح من البلاستيك تزينها أنماط متكررة من الثقوب (الصورة: Duke Photography)

يتم استخدام مواد Metamaterials بالفعل لإنشاء عباءات غير مرئية و "عباءات مؤقتة" ، ولكن الآن تحول المهندسون من جامعة ديوك إلى مواد مهمة لإنشاء عباءة صوتية ثلاثية الأبعاد. بنفس الطريقة التي تستخدم بها عباءات الخفاء مواد مادية لإعادة توجيه الضوء حول كائن ما ، يتفاعل جهاز الحجب الصوتي مع الموجات الصوتية ليبدو كما لو أن الجهاز وأي شيء مخفي تحته ليس موجودًا.

قام ستيفن كامر ، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب وزملاؤه في جامعة ديوك ، ببناء عباءة صوتية باستخدام عدة أوراق من الألواح البلاستيكية التي تتخللها أنماط متكررة من الثقوب. تم تكديس الأوراق البلاستيكية ، التي تم إنشاؤها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ، فوق بعضها البعض لتشكيل جهاز يشبه الهرم في الشكل. تتفاعل هندسة الأوراق وموضع الثقوب مع الموجات الصوتية لجعلها تبدو كما لو أن الجهاز وأي شيء يجلس تحتها ليس هناك.

على الرغم من بساطته الواضحة ، إلا أن بناء الجهاز كان بعيدًا عن الشان العشوائي ، مع الكثير من الوقت والبحث في حساب كيفية تفاعل الموجات الصوتية معه. كما يقول Cummer ، "لم نصل إلى هذا بين عشية وضحاها. "

عالم الأبحاث بوغدان بوبا مع جهاز إخفاء الصوت ثلاثي الأبعاد مبني بمكونات تم إنشاؤها في طابعة ثلاثية الأبعاد (Photo: Duke Photography)

للعمل بفعالية ، تحتاج العباءة إلى تغيير مسار الموجات الصوتية حتى تتصرف كما لو كانت تنعكس على سطح مستوٍ. لتحقيق هذا ، يحتاج الجهاز إلى إبطاء سرعة الموجات الصوتية للتعويض عن حقيقة أنهم لا يسافرون إلى هذا الحد.

لاختبار فعالية العباءة ، أخذ الباحثون كرة صغيرة وغطوها بالعباءة. هم ثم "تتعرض لضغوط " الكرة مع رشقات قصيرة من الصوت من مختلف الزوايا ورسمت كيفية استجابة موجات الصوت باستخدام الميكروفون. ثم أنتج الفريق مقاطع فيديو للموجات الصوتية التي تسافر عبر الهواء وقارنها بمقاطع الفيديو التي تم إنتاجها مع عباءة إزالتها وأخرى تظهر سلوك الموجة الصوتية مع سطح مستوٍ دون عائق.

وأظهرت النتائج أن العباءة الصوتية جعلتها تظهر كما لو كانت الموجات الصوتية تنعكس على سطح مستوٍ بدون أي إشارة لوجود الكرة. بخلاف "عباءة الصمت " التي تم تطويرها في معهد كارلسروه للتكنولوجيا في ألمانيا والتي عملت فقط في البعدين ، هذا صحيح بغض النظر عن الاتجاه الذي نشأ من الصوت أو مكان وجود المراقب ، مما دفع الفريق إلى الاتصال بهم إنشاء أول جهاز إخفاء صوتي ثلاثي الأبعاد "العالم ".

يعتقد Cummer أن التكنولوجيا لديها العديد من التطبيقات التجارية المحتملة.

وقال: "أجرينا اختباراتنا في الهواء ، لكن الموجات الصوتية تتصرف بشكل مشابه تحت الماء ، لذا فإن أحد الاستخدامات المحتملة الواضحة هو تجنب السونار". ولكن "هناك أيضًا تصميم القاعات أو قاعات الحفلات الموسيقية - أي مكان حيث بحاجة للسيطرة على الصوتيات. إذا كان عليك أن تضع شعاعًا في مكان ما لأسباب هيكلية كان من شأنها أن تفسد الصوت ، فربما يمكنك إصلاح الصوتيات عن طريق إخفائها.

تم تفصيل جهاز الحجب الصوتي للفريق في رسالة نشرت في مجلة نيتشر ماتيريالز .

المصدر: جامعة ديوك

عالم الأبحاث بوغدان بوبا مع جهاز إخفاء الصوت ثلاثي الأبعاد مبني بمكونات تم إنشاؤها في طابعة ثلاثية الأبعاد (Photo: Duke Photography)

تم بناء عباءة صوتية من عدة صفائح من البلاستيك تزينها أنماط متكررة من الثقوب (الصورة: Duke Photography)

موصى به اختيار المحرر