科学家开发出大频率范围的声学隐身技术

2021-09-15 15:50:24 来源 : 煎蛋

关键词：声波隐身

警用装备网讯： 声波可被其他物体和墙壁反弹，这就是为什么在空旷的大教堂里听一支乐队演奏和在酒吧里听同一乐队的演奏会是如此不同的体验。

　　现在，科学家们已经开发出一种技术，让物体不再反射声波。实际上，就声学而言，这些物体变得不再可见/听。

　　技术原理是使用一圈麦克风(用作音频传感器)和一圈扬声器(用作音源)。通过分析麦克风拾取的声波，计算机指导扬声器即时调整声场，抵消掉回声。

　　研究人员在论文中解释说："这开辟了以前无法触及的研究方向，促进了包括建筑声学、教育和军事在内的实际应用。”

　　用声学方法隐藏物体的想法本身并不新鲜，也曾出现过类似的超材料，旨在吸收到达表面的所有声波。然而，这是一种被动的、相当不灵活的方法，只能在有限的频率范围内发挥作用。

　　有了这种新的实时方法，就有了更多的灵活性--它甚至可以反过来工作，使一个不存在的物体好像占据了空间(声学全息术)。

　　所谓现场可编程门阵列(FPGA)--可定制编码的集成电路--确保音源输出能够响应音频扬声器输出，几乎没有任何延迟。

　　到目前为止，研究人员已经设法让他们的系统对尺寸达12厘米的2D物体起作用。随着进一步的研究，该团队希望能够扩大技术规模，使其适用于尺寸大得多的三维物体。更重要的是，它可在广泛的频率范围内运作。

　　瑞士苏黎世联邦理工学院的地球物理学家Johan Robertsson说："我们的设施允许我们在超过三个半八度的频率范围内操纵声场。”

　　这项技术有可能在记录和分析声波的任何领域得到很好的利用--这涵盖了一系列科学应用，如地下结构的研究。

　　研究人员还希望系统可在水下工作，因为那里的声学条件明显不同。同样，任何一种需要隐藏现有物体或需要放置虚拟物体的声波扫描过程都会受益。

　　这项新的研究也是科学不宜急功近利的一个例证，正如英国爱丁堡大学的数学地质学家Andrew Curtis解释的那样，声学斗篷技术的基础是在多年前开发的。

　　"这项合作始于15年前的基础理论，这说明了科学项目的长期性。”

　　这项研究已经发表在《科学进展》上。

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