科学家创造了令人惊叹的3d声学全息图

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杜克大学的工程师们发明了一种改变声音的方法,类似于全息图改变可见光的方法。18新利最新登入Mehau Kulyk/科学图片库/Getty Images

想象一下,在《星球大战》中,一个身材娇小、容光焕发的莱娅公主向欧比旺·克诺比求援,你就能大致理解这是什么全息图是被操纵的光,在实际上是空的空间中以三维物体的形式出现。全息图制造设备重塑电磁场,制造光从实际物体或人身上反射的错觉。

全息图已经存在了几十年。但现在,杜克大学的工程师们给了这个概念一个新的思路,他们想出了如何创造声全息图——也就是说,声音给人一种存在于三维空间的错觉。18新利最新登入

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杜克大学电18新利最新登入气与计算机工程教授史蒂夫·卡默在一份报告中说:“我们对声波的控制与人们以前对光波的控制完全相同。新闻稿.“这就像一个声学虚拟现实显示器。它能让你更真实地感受到声场的空间格局。”

你可以这样想——你可以穿过一个充满声学全息图的房间,在不同的地方体验不同的声音和噪音,而不是在其他地方,或者全息图可以被编程,当你坐着不动时(也许是在电视机前),投射到不同的地方,使它听起来像一个超逼真的环绕立体声系统。而且,从理论上讲,通过设备投射的恒定不变的声波可以随着设备的变化而改变,就像配备了不同滤光器来改变颜色的音频光机一样。

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这种新设备可以改变声波,从而产生科学家所说的“声学全息图”。
Steve Cummer/杜克大学

这个小玩意本身看起来有点像一堵由乐高积木制成的墙,但它实际上是由3-D-printed超材料——即由大量单独设计的微小细胞制成的合成材料,这些细胞结合在一起具有惊人的性能。基本上,每一块砖都包含一个螺旋,它会影响声音通过它的方式。结合起来,两块积木之间的细微差异可以改变声波的方向,使其向设计师想要的方向弯曲。

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超材料块中包含的12种不同螺旋的计算机渲染图。每一种都以不同的特定量减缓声波,并将螺旋排列成阵列弯曲传入声波的形状。
史蒂夫女友

卡默说:“这基本上就像在扬声器面前放了一个面具。”“这让声音看起来像是来自一个更复杂的来源。”

a中描述的技术新文章在《科学报告》杂志上发表的文章中,可以制造出未来的立体音响系统演讲者超级生动,这对发烧友来说是很棒的,但科学家们也表示,这在医学上也有潜在的应用超声波设备。

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声波通过一系列声学超材料可以被塑造成一种模式,如图所示。“全息图”将像所有声波一样是看不见的,只能被听到。
Steve Cummer/杜克大学

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