ध्वनि भ्रम

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ध्वनि भ्रम

जब हम संगीत सुनते हैं, तो हम न केवल वाद्ययंत्रों द्वारा बनाए गए नोटों को सुनते हैं, बल्कि हम अपने आस-पास से इसकी गूँज में डूब जाते हैं। ध्वनि तरंगें हमारे चारों ओर की दीवारों और वस्तुओं से वापस उछलती हैं, जिससे एक विशिष्ट ध्वनि प्रभाव पैदा होता है – एक विशिष्ट ध्वनिक क्षेत्र। यह बताता है कि पुराने चर्च या आधुनिक कंक्रीट की इमारत में बजने पर सजातीय संगीत इतना अलग क्यों लगता है।

कंसर्ट हॉल का निर्माण करते समय आर्किटेक्ट लंबे समय से इस तथ्य का उपयोग कर रहे हैं। हालांकि, सिद्धांत को अन्य अनुप्रयोगों पर भी लागू किया जा सकता है: किसी ज्ञात स्रोत से ध्वनि तरंगों को कैसे प्रतिबिंबित किया जाता है, यह मापकर भूमिगत छिपी हुई वस्तुओं की कल्पना करना।

सक्रिय और निष्क्रिय हैंडलिंग

कुछ वैज्ञानिक एक कदम आगे जाना चाहते हैं और वास्तविक जीवन की स्थिति पर विचार करते हुए ध्वनिक क्षेत्र में ठीक से हेरफेर करना चाहते हैं, न कि उस प्रभाव को प्राप्त करना जो होना चाहिए। उदाहरण के लिए, वे एक भ्रामक ऑडियो अनुभव बनाने की कोशिश करते हैं जो श्रोता को एक कंक्रीट की इमारत या एक पुराने चर्च में होने के लिए धोखा देता है। वैकल्पिक रूप से, ध्वनिक क्षेत्र वस्तुओं को इस तरह से जोड़-तोड़ करके अदृश्य बना सकता है कि श्रोता अब महसूस नहीं कर सकता।

आमतौर पर, वांछित भ्रम निष्क्रिय तरीकों के उपयोग पर निर्भर करता है जिसमें तथाकथित मेटा सामग्री की मदद से सतहों का निर्माण शामिल होता है। किसी वस्तु को ध्वनिक रूप से ढंकने का एक तरीका उसकी सतह को कोट करना और किसी भी ध्वनि तरंगों को प्रतिबिंबित करने से रोकना है। हालांकि, यह दृष्टिकोण लचीला है और आमतौर पर केवल एक निश्चित आवृत्ति सीमा के भीतर ही संचालित होता है, जो कि कई अनुप्रयोगों के मामले में नहीं है।

सक्रिय विधियां ध्वनि तरंगों की एक और परत को बढ़ा-चढ़ाकर पेश करती हैं और भ्रम को प्राप्त करने का प्रयास करती हैं। दूसरे शब्दों में, प्रारंभिक ध्वनि क्षेत्र में दूसरा संकेत जोड़कर। हालाँकि, अब तक इस दृष्टिकोण का उपयोग करने की संभावना सीमित रही है क्योंकि यह केवल तभी काम करेगा जब प्रारंभिक क्षेत्र की भविष्यवाणी कुछ निश्चितता के साथ की जा सकती है।

रीयल-टाइम भ्रम

अब एडिनबर्ग विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के सहयोग से ईटीएच ज्यूरिख में एप्लाइड जियोफिजिक्स के प्रोफेसर जोहान रॉबर्टसन के नेतृत्व में एक टीम एक नई अवधारणा विकसित कर रही है जो सक्रिय भ्रम को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाएगी। रॉबर्टसन की टीम के साथी थियोडोर बेकर और वरिष्ठ वैज्ञानिक डिर्क-जॉन वॉन मानेन के नेतृत्व में, जिन्होंने प्रयोगों को डिजाइन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, शोधकर्ताओं ने हाल के एक अंक में बताया कि प्रारंभिक क्षेत्र वास्तविक समय में बढ़ने में सक्षम था। जर्नल ऑफ साइंटिफिक एडवांसमेंट। नतीजतन, वे वस्तुओं को अस्पष्ट कर सकते हैं और प्रतिबिंबित कर सकते हैं कि उनके पास क्या नहीं है।

विशेष ध्वनि प्रभाव प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्विट्जरलैंड डिस्कवरी पार्क के ज्यूरिख में एक उच्च गति तरंग परीक्षण केंद्र, डुपेंडॉर्फ में परियोजना के लिए एक बड़ी परीक्षण सुविधा स्थापित की। विशेष रूप से, यह सुविधा उन्हें लगभग 12 सेंटीमीटर मापने वाली वस्तु की उपस्थिति को छिपाने या समान आकार की एक काल्पनिक वस्तु का अनुकरण करने की अनुमति देती है।

नियंत्रण रिंग सेंसर और लाउडस्पीकरों की आंतरिक रिंग लक्ष्य ऑब्जेक्ट माइक्रोफ़ोन के बाहरी रिंग में नियंत्रण स्रोतों के रूप में जुड़े हुए हैं। नियंत्रण सेंसर रिकॉर्ड करते हैं कि कौन से बाहरी ध्वनि संकेत प्रारंभिक क्षेत्र से वस्तु तक पहुंचते हैं। इन मापों के आधार पर, एक कंप्यूटर गणना करता है कि प्रारंभिक क्षेत्र के वांछित प्रवर्धन को प्राप्त करने के लिए नियंत्रण स्रोतों को कौन सी माध्यमिक ध्वनियाँ उत्पन्न करनी चाहिए।

परिष्कृत तकनीक

वस्तु को ढकने के लिए, नियंत्रण स्रोत एक संकेत का उत्सर्जन करते हैं जो वस्तु से परावर्तित होने वाली ध्वनि तरंगों को पूरी तरह से नष्ट कर देता है। इसके विपरीत, किसी वस्तु (जिसे होलोग्राफी भी कहा जाता है) का अनुकरण करने के लिए, नियंत्रण स्रोत प्रारंभिक ध्वनि क्षेत्र को बढ़ाते हैं क्योंकि ध्वनि तरंगें दो रिंगों के केंद्र में किसी वस्तु से कूदती हैं।

काम करने के लिए इस वृद्धि के लिए, नियंत्रण सेंसर द्वारा मापा गया डेटा तुरंत नियंत्रण स्रोतों के लिए एल्गोरिदम में परिवर्तित किया जाना चाहिए। सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए, शोधकर्ता बहुत कम प्रतिक्रिया समय के साथ फील्ड-प्रोग्रामेबल गेट सीक्वेंस (FPGAs) का उपयोग करते हैं।

“हमारी सुविधा हमें साढ़े तीन सप्तक की आवृत्ति रेंज में ध्वनि क्षेत्र को संभालने की अनुमति देती है,” रॉबर्टसन कहते हैं। कवरिंग के लिए अधिकतम आवृत्ति 8,700 हर्ट्ज और सिमुलेशन के लिए 5,900 हर्ट्ज है। आज तक, शोधकर्ता दो आयामों में सतह पर ध्वनि क्षेत्र में हेरफेर करने में सक्षम हैं। अगले चरण के रूप में, वे प्रक्रिया को तीन आयामों तक बढ़ाना चाहते हैं और इसकी कार्यात्मक सीमा का विस्तार करना चाहते हैं। यह प्रणाली वर्तमान में हवाई ध्वनि तरंगों को बढ़ाती है। हालांकि, रॉबर्टसन बताते हैं, नई प्रक्रिया पानी के भीतर ध्वनि भ्रम भी पैदा कर सकती है। वह सेंसर प्रौद्योगिकी, वास्तुकला और संचार और शिक्षा जैसे विभिन्न क्षेत्रों में कई संभावित अनुप्रयोगों पर विचार करता है।

नई तकनीक पृथ्वी विज्ञान के लिए भी बहुत प्रासंगिक है। “एक प्रयोगशाला में, हम खनिजों के ध्वनि गुणों को निर्धारित करने के लिए 100 kHz से अधिक की आवृत्ति के साथ अल्ट्रासाउंड तरंगों का उपयोग करते हैं। इसके बजाय, हम क्षेत्र में, हम 100 हर्ट्ज से कम की भूकंपीय तरंगों के साथ भूमिगत संरचनाओं का अध्ययन करते हैं,” रॉबर्टसन कहते हैं। “नई प्रक्रिया इस ‘मृत क्षेत्र’ को कम करने में मदद करेगी।”

कहानी स्रोत:

अवयव प्रदान की ईटीएच ज्यूरिख. फेलिक्स वर्स्टन द्वारा मूल। नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।

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—-*Disclaimer*—–

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