Imagínate estar en un museo lleno de gente, donde decenas de personas se mueven a tu alrededor, pero sólo tú puedes escuchar la explicación detallada de la obra de arte que estás observando. Sin auriculares, sin cascos voluminosos, sólo una burbuja de sonido invisible que te rodea como una presencia fantasmal. No es ciencia ficción futurista, sino una realidad tangible gracias a una nueva tecnología de audio sin auriculares desarrollada por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, que utiliza rayos ultrasónicos para crear focos localizados de sonido que son inaudibles para los transeúntes.
Un “rayo de sonido” que se dobla alrededor de los obstáculos
El concepto de sonido direccional no es nuevo en el campo de la ingeniería. acustica. Durante años, los investigadores han estado intentando desarrollar tecnologías que permitan enviar sonidos a un oyente específico sin necesidad de auriculares. El problema es que estas soluciones generalmente requieren un hardware voluminoso y, sobre todo, la señal de audio permanece audible a lo largo de todo el recorrido del haz.
La innovación del equipo de Penn State, liderado por Jia Xin Zhong, está en haber creado algo completamente diferente: un sistema que combina emisores ultrasónicos con una metasuperficie impresa en 3D, capaz de manipular las propiedades de las ondas sonoras. Esta estructura genera rayos ultrasónicos “autocurvables” que pueden sortear obstáculos y, aún más sorprendente, Son completamente silenciosos para el oído humano.
La magia ocurre cuando dos de estos rayos se cruzan, creando lo que los investigadores llaman un “enclave sónico” de apenas unos centímetros de diámetro.
La intersección que genera el sonido audible
Lo que hace que esta tecnología sea particularmente fascinante es el principio físico en el que se basa. Cuando dos ondas sonoras interactúan, pueden generar una tercera onda cuya frecuencia es igual a la diferencia de frecuencia entre las ondas originales. En su estudio (que te enlazo aquí), el equipo utilizó dos haces de 40 y 39,5 kilohercios (mucho más allá del umbral del oído humano), cuya intersección produjo un sonido de 500 Hz, perfectamente audible sin auriculares.
La clave de la innovación es que el sonido se genera solo donde se intersecan los dos haces, lo que permite enviar audio a un punto preciso mientras se mantienen los haces en silencio.
El equipo demostró que manipulando la frecuencia de uno de los haces, podían generar sonidos audibles en un rango de 125 Hz a 4 kHz, cubriendo seis octavas. No se trata solo de tonos simples: los investigadores incluso lograron transmitir 9 segundos del “Coro del Aleluya” desde el Mesías por Händel.
Audio sin auriculares, distorsión y perspectivas futuras
Por supuesto, la tecnología todavía tiene limitaciones. Zhong admite que la interacción entre los haces puede generar distorsiones que comprometen la calidad de la señal de audio. Sin embargo, el equipo es optimista y cree que estos problemas pueden resolverse utilizando técnicas avanzadas de procesamiento de señales, incluidos algoritmos de aprendizaje profundo que pueden compensar automáticamente las distorsiones.
Otro desafío se refiere a la trayectoria fija de las vigas autoflexionantes, que requiere un posicionamiento preciso de la fuente de sonido para evitar obstáculos. Pero aquí también los científicos están trabajando en haces reconfigurables que puedan adaptarse dinámicamente a su entorno.
Las aplicaciones potenciales son numerosas: audioguía en museos sin auriculares, Zonas de sonido personalizadas en los coches (cada pasajero escucha su propia música), espacios para comunicaciones confidenciales, e incluso cancelación de ruido localizado. Una tecnología que, estoy convencido, transformará profundamente nuestra experiencia sonora en espacios públicos, liberándonos finalmente de la “tiranía” de los auriculares.
