Tecnologia sonora curva o som no espaço para atingir apenas seus ouvidos — inovação poderia eliminar os fones de ouvido

Nova tecnologia curva o som e permite que apenas seus ouvidos captem o áudio em meio à multidão. Descubra como funciona esse sistema e suas possíveis aplicações no dia a dia

Imagine ouvir uma música ou podcast em público sem precisar de fones de ouvido — e sem que mais ninguém escute. Ou participe de uma conversa privada em um local cheio de gente, sem que o som se espalhe para os arredores. Uma nova tecnologia sonora, desenvolvida por pesquisadores da Universidade Penn State, acaba de mostrar que isso é possível.

Os pesquisadores desenvolveram uma tecnologia capaz de criar enclaves audíveis — bolsas de som localizadas que são isoladas de seu entorno. Isso significa que o som se torna audível apenas em um ponto específico, sem se espalhar pelo espaço.

Com essa técnica, é possível enviar áudio diretamente para um local ou pessoa, sem que outras pessoas ao redor ouçam. A descoberta pode transformar como interagimos com o som em espaços públicos e privados.

Como o som se comporta

O som é produzido por vibrações que se propagam pelo ar em forma de ondas. Quando um objeto se move para frente e para trás, ele se comprime e descomprime as moléculas de ar, formando essas ondas sonoras.

A frequência dessas vibrações determina o tom do som. Frequências baixas geram sons graves, como um bumbo. Altas frequências geram sons agudos, como um apito.

Controlar a direção dessas ondas sonoras sempre foi um desafio. Isso acontece devido à difração, um fenômeno que faz com que as ondas se espalhem à medida que se movem. A difração é mais forte em sons de baixa frequência, o que dificulta ainda mais o confinamento do som a uma área específica.

Algumas tecnologias já foram propostas para resolver esse problema. Um exemplo são os alto-falantes de matriz paramétrica, que criam feixes de som direcionados. Porém, mesmo esses sistemas ainda são produzidos ao longo de todo o caminho por onde o feixe viaja. O som acaba sendo ouvido por outras pessoas fora do alvo pretendido.

A ciência por trás dos enclaves audíveis

A equipe da Penn State fez uma abordagem diferente. Eles utilizaram feixes de ultrassom autocurvantes combinados com o princípio da acústica não linear. O ultrassom é composto por ondas com frequências acima de 20 kHz, que não são audíveis para o ser humano. Essas ondas são comumente usadas em exames médicos e aplicações industriais.

A inovação foi usar o ultrassom como portador para o som audível. Isso impediu o transporte de áudio pelo espaço silenciosamente, tornando-o audível somente no ponto desejado.

O processo funciona da seguinte maneira: normalmente, as ondas sonoras somam-se de forma linear, criando uma onda maior. Mas, quando essas ondas são intensas ou suficientes, elas podem interagir de forma não linear e gerar frequências novas.

A equipe aplicou dois feixes de ultrassom com frequências diferentes — que por si só são silenciosas — mas que, ao se cruzarem, geram uma nova onda sonora audível exatamente naquele ponto de interseção.

Além disso, os pesquisadores desenvolveram feixes que se dobraram sozinhos. Com o uso de metassuperfícies acústicas — materiais capazes de manipular o comportamento das ondas — eles conseguem curvar os feixes para navegar ao redor dos obstáculos e encontrar nenhum local exato desejado.

A influência responsável por isso é chamada de geração de frequência de diferença. Por exemplo, ao combinar feixes de 40 kHz e 39,5 kHz, a diferença de 0,5 kHz gera uma nova onda que está dentro da faixa audível. Esse som só é ouvido onde os dois feixes se cruzam. Em todos os outros pontos, continua imperceptível.

Aplicações possíveis

A capacidade de direcionar isso para um ponto específico tem várias aplicações. Em museus, os visitantes poderiam ouvir diferentes áudios sem o uso de fones. Nas bibliotecas, os alunos poderiam ouvir aulas sem incomodar outros. Nos carros, os passageiros escutariam música enquanto o motorista recebia instruções do GPS.

Ambientes como escritórios ou locais militares também poderiam se beneficiar. A tecnologia permitiria conversas em zonas localizadas. Outra possibilidade seria criar áreas de silêncio em locais movimentados, mantendo a umidade sonora e melhorando a concentração.

Apesar do potencial, ainda existem desafios. A interferência causada pela interação não linear das ondas pode afetar a qualidade do som. Além disso, o processo exige campos de ultrassom de alta intensidade, o que demanda bastante energia.

Mesmo assim, o avanço representa uma mudança importante no controle do som. Ao permitir que o áudio seja moldado com precisão no espaço, a tecnologia oferece uma nova maneira de criar experiências personalizadas e eficientes. A pesquisa amplia os limites do que é possível no campo da acústica.

A equipe da Penn State acredita que, com mais desenvolvimento, os enclaves audíveis poderão ser usados ​​em larga escala, redefinindo como ouvimos, interagimos e compartilhamos em nosso dia a dia.

Com informações de Singularity Hub.