Шелк паука может стать прорывом в микрофонах для слуховых аппаратов

Недавнее исследование паучьего шелка открывает многообещающие возможности того, как микрофоны слуховых аппаратов смогут управлять фоновым шумом и даже могут изменить то, как вы смотрите на восьминогих существ, когда в следующий раз столкнетесь с ними. . Волокно, которое они прядут, может стать будущим технологии направленных микрофонов в слуховых аппаратах, улучшая качество звука, воспринимаемого пользователями на всех частотах.

Сеть, подобная этой, вдохновила на исследования
нового решение направленного микрофона.

Исследование выдающегося профессора Бингемтонского университета доктора Рона Майлза и аспиранта Цзянь Чжоу было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences of США (PNAS) в октябре 2017 года.

Майлз изучал слух у мелких животных, особенно у тех, у которых нет барабанных перепонок, таких как пауки, комары и сверчки, для лет. Его исследования сосредоточены на способах реализации основного способа слышания этих животных в идеях, которые позволят создать более направленные микрофоны для слуховых аппаратов.

Работа слухового аппарата в условиях шума

Один из Самая большая жалоба пользователей слуховых аппаратов — проблемы с пониманием речи в фоновом шуме. Это особенно сложно, когда фоновый шум — это больше речи от множества говорящих, например, на больших собраниях, коктейльных вечеринках или в людных ресторанах. Речь включает сочетание звуков высокой и низкой частоты. Человек с нормальным слухом может обнаруживать частоты в диапазоне 20-20 000 герц (Гц). Гласные звуки, такие как короткое «о», имеют низкие частоты (250–1000 Гц), а согласные, такие как «s», «h» и «f», имеют более высокие частоты (1500–6000 Гц).

Хотя современные направленные микрофоны в настоящее время помогают пользователям слуховых аппаратов с распознаванием речи, для этой технологии требуются два микрофона, которые должны быть правильно разнесены внутри каждого слухового аппарата, чтобы они могли правильно измерять разницу в частотах и ​​времени звука, которые они улавливают. Из-за ограниченного пространства направленные микрофоны доступны только в моделях заушных слуховых аппаратов (BTE) и более крупных слуховых аппаратах, и обнаружение низких частот по-прежнему проблематично.

Решения, вдохновленные природой

И наоборот, волокно, используемое в экспериментальном микрофоне исследования, само обнаруживает зависимый от направления сигнал, устраняя требования к разделению микрофонов и приводя к улучшению слуха. который хорошо звучит на всех частотах, от трех Гц до 50 килогерц (кГц).

«Это обеспечивает совершенно другой способ получения другого сигнала, которого сейчас нет», — Майлз сказал. «Способность избавляться от нежелательного звука на всем протяжении слышимого диапазона и обнаруживать этот другой сигнал с высокой точностью в слышимом диапазоне кажется, что это даст преимущество.. «

« Мы надеемся, что это предоставит новый способ решения этой проблемы со слуховым аппаратом ».

Майлз признает поиски репликации датчиков волос не новость. «Другие люди пытались создать датчики потока, которые работали бы как волоски на мелких животных, но они не очень хорошо двигаются», — пояснил он. «Основная причина в том, что они слишком тяжелые. Если бы мы могли сделать датчик, который был бы действительно тонким, действительно легким и действительно хорошо реагировал бы на мельчайшие частицы воздушного потока, возникающие в звуковом поле, его можно было бы использовать как направленный микрофон ».

Поскольку сверхтонкие волокна недостаточно жесткие, чтобы стоять самостоятельно и обнаруживать потоки воздуха, Майлз решил подвесить волокно между двумя точками, как бельевую веревку. По его словам, идея использовать паучий шелк возникла случайно. Искусственные нановолокна, которые можно электроспрядить до диаметра 20 нанометров, были недостаточно прочными и с ними трудно было обращаться — именно тогда Чжоу сделал революционное наблюдение во время прогулки по территории заповедника на территории кампуса.

«Он заметил, что паутина может развеваться на ветру, и она очень, очень прочная», — сказал Майлз. «Он сказал:« Почему бы нам просто не использовать это? »Крошечные пауки прядут очень, очень тонкий шелк нужного нам диаметра — и это было проще, чем делать наш собственный».

Практично. Соображения

Сегодня лаборатория является домом для колонии ухоженных пауков, которые с радостью прядут шелк, чтобы Майлз и Чжоу использовали их в своих исследованиях. Но не ждите, пока эта технология станет доступной, с покупкой слуховых аппаратов. Помимо изучения животных и того, как они слышат, Майлз помогает ему также работать над тем, чтобы сделать их текущее открытие практическим для массового производства, чего он не видел уже много лет.

«Я думаю, что это можно сделать очень дешево, но предстоит еще много работы, — предупредил он, — а это всегда очень сложно. На самом деле это сложнее, чем придумывать идею «. Самая очевидная проблема, которую признает Майлз, — это размер микрофона. Микрофон, использованный в их исследованиях, большой, но слуховые аппараты должны быть небольшими, чтобы потребители могли их принять. На доведение микрофона до достаточно маленького размера, чтобы производители могли использовать его в своих продуманно разработанных устройствах, может потребоваться много лет.

Итак, хотя исследование Бингемтонского университета имеет захватывающие возможности на будущее, лучший способ для вас Чтобы улучшить свой слух сегодня, нужно обратиться к специалисту по слухопротезированию и лечить потерю слуха с помощью современных слуховых аппаратов. Возможно, в ближайшее время вы не сможете шутить о том, что в вашей голове крутятся паукообразные, но вы сможете лучше слышать свои любимые звуки и участвовать в важных для вас разговорах.



Микрофоны из паучьего шелка

Пора перестать арахнофобия. Паутина может стать основой для улучшения микрофонов в слуховых аппаратах, сотовых телефонах и т. Д..

  • поделиться в facebook
  • поделиться в твиттере
  • поделиться linkedin
  • поделиться электронной почтой
30 октября 2017 г.

Хотите, чтобы у вас в ухе была паутина? Возможно нет. Но если вы отбросите этот жуткий фактор, новое исследование показывает, что тонкие волокна, такие как паучий шелк, на самом деле улучшают качество микрофонов для слуховых аппаратов.

Известный профессор Бингемтонского университета Рон Майлз и аспирант Цзянь Чжоу недавно опубликовал исследование под названием «Ощущение колебаний воздушного потока с помощью паучьего шелка», которое должно привести к созданию более совершенных микрофонов для слуховых аппаратов, чем традиционные системы, основанные на давлении.

Майлз провел ряд исследований, посвященных изучению этого вопроса. чему мы можем научиться у насекомых, когда дело касается слуха. «Мы используем барабанные перепонки, которые улавливают направление звука в зависимости от давления, но большинство насекомых на самом деле слышат своими волосками», — пояснил он. Паучий шелк способен воспринимать скорость воздуха, а не давление воздуха.

У комаров, мух и пауков на теле тонкие волоски, которые движутся вместе с проходящими через них звуковыми волнами. воздух. Майлз хотел воссоздать этот тип слуха внутри микрофона.

Их микрофон улучшает направленное восприятие на самых разных частотах, которые часто слишком тихие для микрофонов. Для человека со слуховым аппаратом это означает возможность подавить фоновый шум при разговоре в людном месте. Та же концепция может быть применена к микрофону в сотовых телефонах.

Паутинный шелк достаточно тонкий, чтобы он также мог двигаться вместе с воздухом под воздействием звуковых волн. «Это может произойти даже с инфразвуком на частотах всего 3 герца», — сказал Майлз. Звук на этой частоте обычно недоступен. Это было бы равнозначно слышанию тектонических плит, движущихся при землетрясении.

В исследовании использовался паучий шелк, но Майлз объяснил, что любое достаточно тонкое волокно можно использовать таким же образом.

Хотя шелк паука с большой точностью определяет направление воздушного потока, эта информация должна быть преобразована в электронный сигнал, чтобы ее можно было использовать.

«Мы покрыли паука покрытием. шелк с золотом и поместите его в магнитное поле, чтобы получить электронный сигнал », — сказал Майлз. «На самом деле это довольно простой способ сделать чрезвычайно эффективный микрофон с лучшими характеристиками направленности в широком диапазоне частот».

Исследование меняет правила игры для микрофонов, но может также рассказать нам кое-что уникальное о пауках. Майлз и Чжоу предполагают, что, поскольку паучий шелк так хорошо чувствует воздушный поток, вполне возможно, что пауки могут слышать через свою собственную паутину поверх того, что, как они уже известно, слышат через маленькие волоски на своем теле.. На данный момент это всего лишь предположение, но это может заставить вас дважды подумать, прежде чем сбивать паутину.

Из Daily Post India:

Опубликовано в: Наука и технологии, Watson
Оцените статью
logicle.ru
Добавить комментарий