Революционно новая технология создания безопасных наушников

Гений звука Стефан Амброуз, аудио пионер, который сотрудничал с такими зарубежными звездами как Стиви Вандер, Бон Джови и группой Pink Floyd, постоянно пребывает в поисках новых технологий с целью усовершенствования качества звука. Последним его новшеством стала модификация для наушников, слуховых аппаратов и других устройств, которые вставляются в ухо. Она существенно облегчает давление, оказываемое звуком на ушную раковину, и снижает эффект "усталости слушателя", проявляемый в виде дискомфорта или даже несильных болей, которые нередко испытывают люди, пользующиеся звуковыми устройствами, которые, вставляются в наружный слуховой канал.

Чтобы лучше понять, что привело к этому открытию, мы должны оглянуться назад к музыкальной карьере Амброуза, которая привела к его основанию фирмы - Asius Technologies. Как музыкант, Амброуз хотел найти альтернативу определенным звуковым элементам сцены, для которых требовались весьма специализированные регулировки громкости, для поддержки их функционирования должным образом, и которые выдавали сильно ощутимую звуковую отдачу.

Его решение состояло в том, чтобы изобрести звуковой Микро Монитор, первый миниатюрный звуковой транслятор в ухе. Каждый Микро Монитор был подогнан на заказ для каждого уха. Устройство помогло предотвратить чрезмерную звуковую отдачу и, в конечном счете, заменило собой множество звукового оборудования. Замкнутый контур в Микро Мониторах позволил каждому отдельному наушнику приспосабливаться к обычной среде музыканта.

"Этот замкнутый контур является акустическим путем, который позволил обратному давлению, созданному позади громкоговорителя, смягчать вредные давления, вызванные в наружном слуховом проходе" сказал Амброуз.

Амброуз также развивал Микро Микрометры — микрофоны, которые могли быть установлены на инструментах, заменяя микрометры, которые генерировали лишние звуки.

Микро Мониторы и эффективные звуковые Микрометры сделали дорогостоящее студийное оборудование и их транспортировку ненужными. Они быстро завоевали популярность у таких высококлассных исполнителей, как Diana Ross и Guns N' Roses.

"Очень немного посетителей концерта понимают, что оглушающие звуковые эффекты, обычно звучащие на концертах, кажутся ужасными по сравнению с исполнением той же самой музыки в студии звукозаписи" говорит Амброуз. "Мои Микро Мониторы принесли признание живых выступлений на концертах".

Но Амброуз сообразил, что именно в ухе контролирует вызванный дискомфорт после продленного использования. Он специально купил звуковое оборудование, чтобы удалить аудио усталость и дискомфорт, вызванный устройствами, и узнал, что эти проблемы не вызваны именно звуковыми волнами, их корень был физиологическим.

В представленном на бумаге Соглашении Общества звукоинженеров в мае 2011 года, Амброуз и его коллеги обратились с описанием отрицательных воздействий, причиняемых различными звуковыми устройствами в ухе. Они утверждали, что устройства негативно затрагивают естественную акустику наружной системы уха:

"Аудио наушники, когда они вставлены в человеческое ухо, могут произвести большие колебания в давлении в пределах наружного слухового прохода, даже когда на громкоговорители подается небольшая входная мощность. Эти перепады давления отличаются от акустических звуковых волн, поскольку они обычно существуют в открытой площади или в больших ограниченных объемах".

Колеблющиеся статические перепады давления в ограниченном пространстве наружного слухового прохода вызывают увеличение общего звукового давления, которое в свою очередь активизирует защитный механизм, названный stapediusreflex (также известный как акустическое отражение). Как ни странно, отражение распределяет поступающий громкий звук, который в свою очередь заставляет слушателя ощущать звуковой объем еще лучше, таким образом, продляя дальнейшее увеличение давления в ухе.

Колеблющиеся статические давления также напрягают барабанную мембрану (барабанная перепонка). Чтобы усугубить положение, есть эффект преграды, который заставляет голос человека быстро расти в его или её собственной голове. Если Вы хотите знать на что это похоже, покройте оба уха и заговорите. Теперь, умножьте этот звук во много раз, и Вы получите то, что испытывают музыканты и люди, использующие слуховой аппарат.

Предложенное решение Амброуза - синтетическая мембрана, размещенная по спирали. Мембрана сделана из улучшенного материала под названием – polytetrafluoroethylene. Амброуз сказал, что этот материал также используется, чтобы восстановить поврежденные артерии и другие ткани.

Мембрана разработана, чтобы избежать давления в замкнутом наружном слуховом канале. Она сделана из гибкого материала, который с легкостью может изменить свою форму, чтобы помочь уменьшить давление. Когда исследователи протестировали мембрану в наушниках-вкладышах, они наблюдали уменьшенные уровни статических колебаний давления, которые в свою очередь уменьшали общее звуковое давление, тем самым помогая избежать активации акустического отражения. Напряжения барабанной перепонки были также уменьшены.

Основываясь на этой идее, Амброуз и его коллеги создали отдельное корректирующее устройство, Линзу Уха (Ambrose Diaphonic Ear Lens). Линза уха - вкладыш, который «раздувается», используя специальный насос Asius Diaphonic Pump (диафонический насос), другое новшество придуманное Амброузом и его коллегами. Надувной вкладыш расширяется, чтобы соответствовать любому уху и помогает облегчить давление на наружный слуховой канал. Насос использует энергию, генерируемую непосредственно от движения устройства в ухе.

Второй доклад, сделанный Амброузом и его коллегами на встрече, объясняет, как диафонический насос управляет маленьким отверстием, известным как синтетическая турбина. Обычно синтетическая турбина перемещает газ, такой как, например, воздух, чтобы увеличить силу ощущения. Газ, проходящий между источником энергии и стандартной синтетической турбиной, не изолирован, тем самым он предотвращает статическое наращивание давления, необходимое, для ненужной дальнейшей работы насоса.

Получается следующая последовательность: включается музыка, давление от звукового объема стимулирует насос, газ закачивается через синтетическую турбину, и вкладыш раздувается для удобного положения в ухе. Нет совершенно никакого риска сверх раздувания, или несрабатывания остановки насоса, вызванного некачественными регуляторами объема.

Линза Уха и диафонический насос работают совместно, чтобы обеспечить более удобное использование, чем стандартные слуховые аппараты. Оригинальные устройства, которые изобрел Амброуз, и которые находятся все еще в стадии тестирования, «запечатывают» оба уха, уменьшают рабочий объем звука и, таким образом, увеличивают давление в наружном слуховом канале. Однако, давление в наружном слуховом канале ограничивает движение барабанной перепонки, в то время как громкоговоритель наушника увеличивает звуковое напряжение и активизирует акустическое отражение, создавая эффект преграды. Линза Уха Амброуза, которая функционирует при помощи Диафонического Насоса, удаляет все отрицательные эффекты обычных наушников-вкладышей, а так же, такую проблему, как усталость слушателя.

Оригинал (на англ. языке): Physorg com

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов