This post is also available in:
English (אנגלית)
לרמקולים יש בעיית פרטיות בסיסית: הקול מתפשט בחלל. כאשר משמיעים מוזיקה, הודעה או שיחה בקול רם, גם אנשים שנמצאים בסביבה יכולים בדרך כלל לשמוע אותם. קיימות מערכות שמע כיווניות במיוחד, אך יצירת אלומת קול צרה דורשת לרוב מערכים מורכבים הכוללים מספר רב של משדרים על־קוליים, מה שהופך את הציוד ליקר ומסובך יותר לייצור.
חוקרים מאוניברסיטת פוהאנג למדע וטכנולוגיה פיתחו חלופה פשוטה יותר. הרמקול הניסיוני, המכונה MiPAL, משתמש באלמנט יחיד להפקת קול בשילוב מטא־חומרים שתוכננו במיוחד, כדי לכוון שמע אל מאזין אחד תוך צמצום זליגת הקול לאנשים הנמצאים בסמוך.
המערכת מבוססת על רמקול מסוג מערך פרמטרי, המשתמש באולטרסאונד במקום להקרין ישירות תדרים רגילים הנמצאים בטווח השמיעה. המידע הקולי מקודד על גבי גלים על־קוליים בתדר גבוה. כאשר האלומה עוברת באוויר, תופעות אקוסטיות לא־ליניאריות יוצרות את הצליל שהמאזין שומע בסופו של דבר.
מכיוון שניתן לכוון אולטרסאונד לאלומה צרה בהרבה מזו של רמקול קונבנציונלי, השיטה מאפשרת ליצור אזור שמע ממוקד. עם זאת, מערכות המבוססות על משדר יחיד עדיין עלולות לייצר רעידות בלתי רצויות שגורמות לקול לזלוג לצדדים.
הרמקול החדש מתמודד עם שני חלקי הבעיה באמצעות שני מבנים שונים של מטא־חומרים.
על פי דיווח של Interesting Engineering, בחלקו הקדמי של הרמקול נמצאת מטא־שכבה אקוסטית שמתפקדת במידה מסוימת כמו עדשה לקול: היא מעצבת את הפלט העל־קולי לאלומה צרה המכוונת אל המאזין הרצוי. מאחורי המתמר נמצאות יחידות מטא־אלסטיות המדכאות רעידות מכניות בלתי רצויות, שאחרת היו גורמות לזליגת קול לצדדים.
שילוב שני המבנים מאפשר למשדר יחיד לספק שמע כיווני, ללא צורך במערכים הגדולים המשמשים בדרך כלל ברמקולים פרמטריים.
החוקרים הדגימו הפקת קול בטווח של כ־500 הרץ עד 10 קילו־הרץ, המשתרע על פני יותר מארבע אוקטבות בתחום השמיעה. בניסויים שדימו סידור מושבים במטוס והשמיעו מוזיקה ותוכן משודר, המבנים האלסטיים שיפרו באופן משמעותי את הבידוד בין מושבים סמוכים.
המטא־חומרים מיוצרים גם באמצעות הדפסה בתלת־ממד, מה שמאפשר למהנדסים לשנות את הגיאומטריה שלהם בהתאם לסביבת השימוש. ניתן יהיה להתאים את התכנון למרווחים שונים בין מושבים, לזוויות האזנה שונות או לדרישות התקנה אחרות, מבלי לתכנן מחדש את הרמקול כולו.
בעתיד עשויה הטכנולוגיה לאפשר מערכות בידור אישיות במטוסים ובתחבורה ציבורית, מדריכי שמע במוזיאונים או הודעות המכוונות לאנשים מסוימים, וכל זאת ללא צורך באוזניות.
לטכנולוגיה עשויים להיות גם יישומים ביטחוניים. שמע כיווני יכול לאפשר העברת הנחיות או התרעות לאנשי צוות מסוימים בחדרי פיקוד, במחסומים או במתקנים רגישים אחרים, תוך צמצום מספר האנשים בסביבה שיכולים לשמוע את המסר. עם זאת, רמת הפרטיות המעשית תהיה תלויה במידת היכולת למנוע זליגת קול גם מחוץ לתנאי המעבדה.
הרמקול עדיין נמצא בשלב המחקר, אך הרעיון המרכזי פשוט: במקום למלא חלל שלם בקול ולדרוש מהמאזינים להתבודד באמצעות אוזניות, ניתן לעצב את שדה הקול כך שהשמע יגיע בעיקר לאדם שאמור לשמוע אותו.
