Experimentální sestava prstenců mikrofonů a reproduktorů16.09.2021  -  Ne vždy zasahují zvukové vlny přímo naše uši, někdy se mohou také odrážet od různých předmětů nebo od stěn ohraničujících prostor, v němž se nacházíme, proto si také z poslechu hudební skupiny ve sklepním klubu odnášíme jiný zážitek, než když tutéž skupinu slyšíme hrát, řekněme, v gotické katedrále či barokním chrámu. Vědci však nyní vyvinuli techniku, jak dopad předmětů na akustická pole zamaskovat.
Objekty se mohou stát díky nové technologii "akusticky neviditelnými", protože tento systém vytváří zdání, že neodrážejí zvukové vlny. Daný systém je tvořen vnějším prstencem mikrofonů, používaných jako zvukové senzory, a vnitřním okruhem reproduktorů sloužících jako zdroje zvuku. Když mikrofony zachytí zvukové vlny, počítač je okamžitě zanalyzuje a nasměruje reproduktory tak, aby neprodleně upravily akustické pole, takže to se pak chová, jako by tam předmět, jenž se za tímto "pláštěm" skrývá, vůbec nebyl.
„To otevírá dříve nepřístupné směry výzkumu a usnadňuje praktické aplikace například v oblasti architektonické akustiky, ve vzdělávání nebo v oboru utajení,“ vysvětlují vědci ve svém příspěvku, který zveřejnil Science Advances.

Pružnější než jeho předchůdci
Sama myšlenka akustického skrytí předmětů není úplně nová - její proveditelnost už byla také otestována s takzvanými metamateriály navrženými tak, aby absorbovaly všechny zvukové vlny, jakmile dorazí k jejich povrchu. Podle vědců šlo ale o poměrně nepružný, pasivní přístup, jenž fungoval jen v omezeném rozsahu zvukových frekvencí.
Nový přístup by měl být v reálném čase při mizení objektů mnohem univerzálnější a co více, měl by fungovat i opačně, tedy vytvářet dojem, jakoby v místnosti odrážel zvuk neexistující předmět (což by se dalo využít třeba při holografii). 
Jádro systému spočívá v počítačovém programu, označovaném jako pole programovatelné soustavy bran, což jsou integrované obvody navržené tak, aby si je zákazník upravil na míru a měl zajištěno, že na výkon reproduktoru zvuku prakticky okamžitě zareaguje výstup zdroje zvuku.
Vědcům se zatím podařilo zajistit, aby jejich systém fungoval pro 2D objekty až do velikosti 12 centimetrů. S další studií tým očekává, že bude schopen rozšířit tuto techniku i na práci s 3D objekty, které mohou být mnohem větší. Systém již funguje v širokofrekvenčním rozsahu.
„Naše zařízení nám umožňuje manipulovat s akustickým polem ve frekvenčním rozsahu více než tři a půl oktávy,“ říká geofyzik Johan Robertsson z ETH Zurich ve Švýcarsku.

Využití to má
Technologie by sedala potenciálně dobře využít v jakékoli oblasti, kde se zaznamenávají a analyzují zvukové vlny, například při studiu podzemních struktur. Vědci dále doufají, že by podobný systém mohl fungovat i pod vodou, kde se akustika výrazně liší. Systém by mohl také sloužit při jakýchkoli druzích procesů skenování zvukových vln, když je potřeba například skrýt v prostoru stávající objekty nebo tam naopak umístit virtuální.
Výzkum tohoto "akustického pláště" začal podle matematického geologa Andrewa Curtise z britské Edinburghské univerzity již před patnácti lety, kdy byla vyvinuta základní teorie, což dobře ilustruje dlouhodobou povahu podobných vědeckých projektů.