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La nueva tecnología distorsiona el sonido y permite que sólo tus oídos capten el audio de una multitud. Descubra cómo funciona este sistema y sus posibles aplicaciones en la vida cotidiana.
Imagínate escuchar una canción o un podcast en público sin necesidad de auriculares y sin que nadie más lo escuche. O participar en una conversación privada en un lugar lleno de gente sin que el sonido se propague a los alrededores. Una nueva tecnología Un estudio desarrollado por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania acaba de demostrar que esto es posible.
Los investigadores han desarrollado una tecnología capaz de crear enclaves audibles: focos localizados de sonido que están aislados de su entorno. Esto significa que el sonido se hace audible sólo en un punto específico, sin propagarse por todo el espacio.
Con esta técnica, es posible enviar audio directamente a una ubicación o persona, sin que otras personas alrededor lo escuchen. El descubrimiento podría transformar la forma en que interactuamos con el sonido en espacios públicos y privados.
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Cómo se comporta el sonido
El sonido se produce por vibraciones que se propagan por el aire en forma de ondas. Cuando un objeto se mueve hacia adelante y hacia atrás, comprime y descomprime las moléculas de aire, formando estas ondas sonoras.
La frecuencia de estas vibraciones determina el tono del sonido. Las frecuencias bajas generan sonidos graves, como un bombo. Las frecuencias altas generan sonidos agudos, como un silbido.
Controlar la dirección de estas ondas sonoras siempre ha sido un desafío. Esto sucede debido a la difracción, un fenómeno que hace que las ondas se dispersen a medida que se mueven. La difracción es más fuerte en los sonidos de baja frecuencia, lo que hace aún más difícil confinar el sonido a un área específica.
Ya se han propuesto algunas tecnologías para resolver este problema. Un ejemplo son los altavoces de matriz paramétrica, que crean haces de sonido dirigidos. Sin embargo, incluso estos sistemas se siguen produciendo a lo largo de todo el recorrido del haz. El sonido termina siendo escuchado por otros fuera del objetivo previsto.
La ciencia detrás de los enclaves audibles
El equipo de Penn State adoptó un enfoque diferente. Utilizaron haces de ultrasonidos autocurvables combinados con el principio de acústica no lineal. El ultrasonido está compuesto de ondas con frecuencias superiores a 20 kHz, que no son audibles para los humanos. Estas ondas se utilizan comúnmente en exámenes médicos y aplicaciones industriales.
La innovación fue utilizar el ultrasonido como portador del sonido audible. Esto impidió que el audio se transportara a través del espacio de forma silenciosa, haciéndolo audible sólo en el punto deseado.
El proceso funciona de la siguiente manera: normalmente, las ondas sonoras se suman de forma lineal, creando una onda más grande. Pero cuando estas ondas son intensas o suficientes, pueden interactuar de forma no lineal y generar nuevas frecuencias.
El equipo aplicó dos haces de ultrasonidos con frecuencias diferentes —que en sí mismas son silenciosas— pero que, al cruzarse, generan una nueva onda sonora audible exactamente en ese punto de intersección.
Además, los investigadores desarrollaron vigas que se plegaban por sí solas. Utilizando metasuperficies acústicas (materiales capaces de manipular el comportamiento de las ondas), pueden doblar los rayos para sortear obstáculos y encontrar la ubicación exacta deseada.
La influencia responsable de esto se llama generación de frecuencia diferencial. Por ejemplo, al combinar haces de 40 kHz y 39,5 kHz, la diferencia de 0,5 kHz genera una nueva onda que está dentro del rango audible. Este sonido sólo se escucha donde se cruzan los dos rayos. En todos los demás puntos permanece imperceptible.
Aplicaciones posibles
La capacidad de dirigir esto a un punto específico tiene varias aplicaciones. En los museos, los visitantes pueden escuchar diferentes audios sin utilizar auriculares. En las bibliotecas, los estudiantes podían escuchar las clases sin molestar a los demás. En los automóviles, los pasajeros escuchaban música mientras el conductor recibía instrucciones del GPS.
Entornos como oficinas o ubicaciones militares también podrían beneficiarse. La tecnología permitiría conversaciones en áreas localizadas. Otra posibilidad sería crear zonas de silencio en lugares concurridos, manteniendo la humedad acústica y mejorando la concentración.
A pesar del potencial, todavía existen desafíos. La interferencia causada por la interacción no lineal de las ondas puede afectar la calidad del sonido. Además, el proceso requiere campos ultrasónicos de alta intensidad, que consumen mucha energía.
Aún así, el avance representa un cambio importante en el control del sonido. Al permitir que el audio se adapte con precisión al espacio, la tecnología ofrece una nueva forma de crear experiencias personalizadas y eficientes. La investigación amplía los límites de lo posible en el campo de la acústica.
El equipo de Penn State cree que con un mayor desarrollo, los enclaves audibles podrían utilizarse a mayor escala, redefiniendo cómo escuchamos, interactuamos y compartimos en nuestra vida diaria.
Con información de Singularity Hub.
