Investigadores logran usar acústica para ocultar y simular objetos

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Investigadores logran usar acústica para ocultar y simular objetos

El objeto que se hará invisible acústicamente se coloca en el centro del experimento. El campo acústico inicial lo producen los altavoces del anillo exterior. Los 228 sensores de control en el anillo central registran este campo y transmiten los datos a una computadora. Posteriormente, 36 fuentes de control en el centro emiten una señal secundaria que aumenta el campo inicial en tiempo real. / ETH Zúrich / Astrid Robertsson

El sonido viaja hacia nuestros oídos de manera diferente dependiendo del lugar. No es lo mismo escuchar una canción en un edificio de concreto que en una vieja catedral. Ahora, investigadores han desarrollado una técnica para “encubrir” el impacto que los objetos tienen en los campos acústicos y “esconderlos”. Los detalles fueron publicados en Science Advances.

La innovación funciona utilizando un anillo exterior de micrófonos (sensores de audio) y un anillo interior de altavoces (fuentes de audio). Una computadora analiza las ondas sonoras captadas por los micrófonos e indica a los parlantes que ajusten instantáneamente el campo acústico. Esto hace que el sonido se comporte como si el objeto no estuviera allí.

“Esto abre direcciones de investigación previamente inaccesibles”, explican los autores. El trabajo, además, facilita aplicaciones prácticas que incluyen acústica arquitectónica, educación y hasta el sigilo.

FPGA

La idea de ocultar objetos acústicamente no es nueva, también ha sido probada con metamateriales, diseñados para absorber todas las ondas sonoras a medida que llegan a una superficie. Sin embargo, este es un enfoque pasivo y bastante inflexible que solo funciona en un rango limitado de frecuencias.

Con este nuevo enfoque en tiempo real, hay mucha más versatilidad para hacer desaparecer objetos. No solo eso, también puede funcionar al revés, a fin de que suene como si un objeto inexistente estuviera ocupando espacio en la habitación.

El sistema se llama “arreglos de puertas programables en campo” (o FPGA por sus siglas en inglés). Se trata de circuitos integrados que pueden codificarse de manera personalizada, garantizando que las salidas de la fuente de audio respondan a las salidas de los altavoces prácticamente sin demora.

Aplicaciones

Hasta ahora, los científicos han logrado que su sistema funcione en objetos 2D de hasta 12 centímetros de tamaño. Con más estudios, el equipo espera poder ampliar las técnicas para trabajar con objetos 3D de un tamaño mucho mayor.

Asimismo, ya está funcionando en un amplio rango de frecuencias. “Nuestra instalación nos permite manipular el campo acústico en un rango de frecuencia de más de tres octavas y media”, señala el geofísico Johan Robertsson de ETH Zurich.

La tecnología podría potencialmente aprovecharse en cualquier campo donde se registran y analizan ondas sonoras. Estas van desde aplicaciones científicas, como el estudio de estructuras subterráneas, hasta en tecnología militar.

La nueva tecnología es muy relevante igualmente para las ciencias de la tierra. “En un laboratorio, utilizamos ondas de ultrasonido con una frecuencia de más de 100 kHz para determinar las propiedades acústicas de los minerales. Por el contrario, en el campo, estudiamos estructuras subterráneas con ondas sísmicas a una frecuencia de menos de 100 Hz”, comenta Robertsson. “El nuevo proceso nos permitirá ayudar a salvar esta ‘zona muerta’”.

Más adelante, los investigadores esperan que un sistema como este funcione también bajo el agua, donde la acústica es significativamente diferente. Como es de esperarse, las aplicaciones se darían en objetos usados en la exploración marina sin que afecten a las especies.

Una respuesta a «Investigadores logran usar acústica para ocultar y simular objetos»

  1. La cancelación activa de sonido es una realidad desde hace ya un tiempo gracias a los modernos procesadores, que son capaces de realizar el desfasaje en tiempo real. La dificultad siempre está en que el parlante pueda replicar las frecuencias a la amplitud exacta para que haya una cancelación real del sonido percibido.
    Este es un avance importante en la emulación de la ambiencia. Controlar el campo reverberante de esta manera puede ser de gran utilidad para el diseño de la acústica de recintos.

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