Científicos crean sonido direccionado que solo puede escuchar una persona

Un grupo de investigadores ha desarrollado una innovadora tecnología que permite dirigir el sonido de manera precisa para que solo una persona en un punto específico pueda escucharlo, sin que quienes están a su alrededor lo perciban. Este avance promete revolucionar la forma en que interactuamos con el sonido, con aplicaciones que van desde el entretenimiento hasta la comunicación privada.

Crédito: MysteryPlanet.com.ar.

El sonido es una vibración que viaja en forma de onda a través del aire. Sin embargo, su control es un desafío debido a la difracción, que hace que las ondas sonoras se dispersen mientras se propagan. Hasta ahora, tecnologías como los altavoces de matriz paramétrica podían generar haces de sonido dirigidos, pero estos seguían siendo audibles a lo largo de su trayectoria.

Para superar este problema, investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State) recurrieron a una solución innovadora: combinar ultrasonidos con acústica no lineal. De esta manera, lograron enviar dos haces de ultrasonido de diferentes frecuencias que, por separado, son inaudibles para el oído humano. Sin embargo, cuando estos haces se cruzan en un punto determinado, generan una onda de sonido audible solo en ese lugar específico.

El sonido está compuesto por partículas que se mueven en una onda continua. Crédito: Daniel A. Russell, CC BY-NC-ND.

«El fenómeno clave detrás de este avance es la generación de frecuencia de diferencia. Cuando dos haces de ultrasonido con frecuencias ligeramente distintas, como 40 kHz y 39.5 kHz, se superponen, generan una nueva onda sonora cuya frecuencia es la diferencia entre ambas. En este caso, 0.5 kHz (500 Hz), un valor dentro del rango audible para los humanos», detalló Jiaxin Zhong, investigador postdoctoral en acústica en Penn State. «El sonido solo se percibe en el punto donde los haces se cruzan; fuera de esa intersección, las ondas ultrasónicas permanecen inaudibles».

Además, para garantizar que el sonido llegue con precisión a su destino, se emplearon metasuperficies acústicas. Estas estructuras especializadas permiten que los haces ultrasónicos se curven y naveguen por el espacio, evitando obstáculos y concentrando el sonido exactamente donde se necesita.

Los enclaves audibles se crean en la intersección de dos haces de ultrasonido. Crédito: J. Zhong et al./PNAS, CC BY-NC-ND.

Enclaves audibles

La capacidad de crear «enclaves audibles» abre un abanico de aplicaciones potenciales. En espacios públicos podrían permitir experiencias de audio personalizadas. Por ejemplo, los museos podrían ofrecer diferentes guías de audio sin necesidad de auriculares, y las bibliotecas permitirían a los estudiantes estudiar con lecciones en audio sin molestar a los demás.

En los automóviles, cada pasajero podría escuchar su propio audio sin interferir con las instrucciones de navegación del conductor. En oficinas y entornos militares, esta tecnología facilitaría la creación de zonas de conversación confidencial. Además, los enclaves audibles podrían adaptarse para cancelar ruido en áreas específicas, generando zonas de silencio que mejoren la concentración en el trabajo o reduzcan la contaminación acústica en las ciudades.

A pesar de su potencial, esta tecnología aún enfrenta desafíos antes de su comercialización. La distorsión no lineal puede afectar la calidad del sonido, y la eficiencia energética sigue siendo un reto, ya que convertir ultrasonidos en sonido audible requiere campos de alta intensidad que consumen mucha energía.

Aún así, los enclaves audibles representan un cambio fundamental en el control del sonido.

«Al redefinir la forma en que el sonido interactúa con el espacio, abrimos nuevas posibilidades para experiencias de audio más inmersivas, eficientes y personalizadas», concluyó Zhong.

La investigación ha sido publicada en PNAS.

Fuente: The Conversation. Edición: MP.