ساخت بلندگوی منحصر به فرد توسط محققین دانشگاه صنعتی شریف؛

«تونل صدا» ابزاری که صدا را برای شما شخصی می کند + فیلم

تعدادی از دانش آموختگان دانشگاه صنعتی شریف برای اولین بار در کشور موفق به ساخت بلندگوی به نام «تونل صدا» شده اند که با استفاده از آن می توانید یک صدا را به صورت کاملا شخصی بشونید.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از همدان – شاید برای شما هم پیش آمده باشد که در یک رستوران نشسته اید و تمایل به گوش دادن یک موسیقی خاصی دارید اما به دلیل احترام به حقوق دیگران قادر به انجام این کار نمی باشید و یا در خانه و یا محل کار حضور دارید و تمایل به دیدن تلویزیون دارید اما به دلیل خواب و استراحت دیگران نمی توانید تلویزیون را روشن کنید و یا اگر روشن کنید باید صدای آن را ببنید که مزاحم دیگران نشوید.

تیم دیداب در شتاب دهنده دانشگاه صنعتی شریف با ساخت بلندگوی جدیدی به نام «تونل صدا» توانسته اند این مشکل را حل کنند. این بلندگو این قابلیت را دارد که فقط افرادی که روبه روی آن نشسته اند بتوانند صدای مورد نظر خود را بشنوند و افراد دیگر توانایی گوش دادن به آن صدا را ندارند.

برای ساخت این دستگاه از فناوری ultrasonic استفاده شده است و به این صورت عمل می‌کند که صدا را داخل یک تونل می‌فرستد و هر کسی که درون تونل قرار گیرد قادر به شنیدن صدای دستگاه می‌باشد.

این دستگاه که توسط محققین دانشگاه شریف ساخته‌ شده است با فناوری بسیار سطح بالا طراحی شده و گوش دادن به صدایی که از دستگاه بیرون می‌آید، مثل گوش دادن به صدا از طریق هدفون است، به همین دلیل هنگام استفاده از آن احساس هدفون رومیزی را به شما منتقل می کند.

این بلندگو که برای اولین بار در کشور ساخته شده است به لحاظ فناوری پیشروست که ایده داشتن صدای جهت ‌دار و هدفمند را به واقعیت تبدیل کرده است.

بلندگوی ساخته شده توسط دانشگاه صنعتی شریف

آریا معتمدی نژاد یکی از اعضای تیم دیداب در مورد نحوه عملکرد این دستگاه گفت: این دستگاه به لحاظ «فناوری پیشرو» و خاص بودن برای تبلیغات خلاقانه در محیط های نمایشگاهی و فروشگاهی و به لحاظ «ایجاد فضای هدفمند صوتی» در اماکنی مثل بیمارستان ها، کافه ها، موزه ها و گالری ها کاربرد دارد و البته کاربردهای شخصی هم برای این اختراع می‌توان در نظر گرفت. وی یادآور شد: تاکنون نمونه های موفقی از این دستگاه تولید کرده ایم و در مسیر توسعه تکنولوژی قرار داریم.

نحوه عملکرد بلندگوی «تونل صدا»

دانش آموخته دانشگاه صنعتی شریف، در خصوص مکانیزم این دستگاه گفت: ایده داشتن صدای جهت دار و هدفمند ایده ای جالب است، اما در این میان مشکلات اساسی فنی وجود دارد که تحقق آن را تا به امروز به تاخیر انداخته است.

اصلی‌ترین مشکل پدیده پراش موج است؛ که اگر بخواهیم باریکه‌ای به قطر d از موجی با طول موج λ داشته باشیم، نسبت / شدت پراش را تعیین میکند. اگر این نسبت عدد بزرگی باشد، شدت پراش بالا بوده و امکان ایجاد باریکه وجود ندارد. به عبارت دیگر، با توجه به طول موج بلند صوت، امکان اینکه موج صوتی در باریکه ای با قطر چند ده سانتیمتر قرار بگیرد از نظر تئوری وجود ندارد.

همان طور که از شکل این رابطه مشخص است، برای جهت دار کردن باریکه دو راه داریم؛ یا آنکه قطر باریکه ی صوتی را به چند ده متر افزایش دهیم (که عملاً غیر کاربردی خواهد شد) یا آنکه فرکانس موج را افزایش دهیم تا طول موج آن کاهش بیاید.

فرکانس موج مورد نیاز بیش از چند ده کیلوهرتز است؛ این یعنی فراصوت شنیده نمی شود، اما به علت رفتارهای غیرخطی انتشار موج اولتراسونیک در هوا (ناشی از اثرات غیرخطی ترمودینامیکی) عبور آن در محیط ایجاد اختلال می کند.

مثل موج دریا وقتی که می شکند و موج های نامنظم دیگر پشت آن باقی می ماند. ما این اثرات را مدل کرده ایم و با محاسبات معکوس، می فهمیم که چه موجی انتشار دهیم که آشوب پشت موج بشود همان صوتی که به دنبال انتشار و شنیدن آنیم. در واقع منبع انتشار صوت دستگاه ما نیست؛ بلکه نقطه نقطه ی هوایی است که موج فراصوت در آن منتشر می شود.

پس روی کاغذ این کار شدنی است، اما در اجرا تنگناهای عجیبی وجود دارد. پردازشگر دستگاه بایستی با فرکانس ۹۶ کیلوهرتز (یعنی ۹۶ هزار بار در ثانیه) سیگنال ورودی را بخواند، بلافاصله محاسبات مفصلی انجام دهد و خروجی را برای فرستنده آماده کند. این فرایند با توجه به حجم و سرعت محاسبات در پروسسور های متداول بسیار دشوار است.

ما برای تولید این دستگاه از پروسسور های FPGA استفاده کردیم. یعنی برنامه نویسی سخت افزار؛ ابزاری بسیار قدرتمند و پر توان. دشواری این روند برای اهالی فن آشناست. فرایند تحقیق و توسعه ی ما برای بهبود این محصول ادامه دارد.

تست دستگاه بلندگوی صدا

وی افزود: برای ایده این کار از یک تز دکترا در دانشگاه MIT الهام گرفتیم و مسیر توسعه فنی را پیش بردیم تا به محصول برسیم. چندین مرحله نمونه های ناموفق تولید کردیم و شکست خوردیم. با رسیدن به اولین نمونه ی تونل صدا، علیرغم کیفیت پایین صوتی و شدت کم، تیم فنی را گسترش دادیم و به شکل موازی کار تجاری سازی را آغاز کردیم.

رفته رفته کار از نظر فنی پیشرفت کرد و امروز به یک محصول فوق العاده و قابل ارائه رسیده ایم، اختراعات مربوطه را در ایران به ثبت رسانده ایم و در عین حال یک طرح تجاری پخته برای جذب سرمایه داریم.

معتمدی نژاد خاطرنشان کرد: در این راه سرمایه گذارها و شرکای تجاری می توانند به ما بپیوندند و اکنون در مرحله جذب سرمایه برای تجاری سازی هستیم. دوره بازگشت سرمایه را زیر دو سال تخمین زده ایم. در فاز بعدی با توسعه تکنولوژی و کاهش هزینه، این محصول را به شکل قابل ارائه برای همگان در خواهیم آورد و امیدواریم در خانه ها، محل کار و در زندگی روزمره افراد علاقمند به تکنولوژی دیده شود.

رضا منتظری نمین دانش آموخته مقطع کارشناسی در رشته مهندسی مکانیک، نیما جعفری فارغ التحصیل مقطع کارشناسی در رشته فیزیک و آریا معتمدی نژاد فارغ التحصیل رشته فیزیک در مقطع کارشناسی و مهندسی انرژی در مقطع کارشناسی ارشد از دانشگاه صنعتی شریف اعضای تیم دیداب را تشکیل می دهند که موفق به ساخت این دستگاه شده اند.

انتهای پیام /

 

زمان انتشار: دوشنبه ۲۰ اسفند ۱۳۹۷ - ۰۷:۰۰:۰۰

شناسه خبر: 76637

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب