Geluid is scherp te richten als lichtbundel

De een hoort het wel en de ander niet. Een Amerikaanse onderzoeker heeft een luidspreker gemaakt die geluid afgeeft dat zo scherp gericht is, dat twee mensen vlakbij elkaar in dezelfde kamer kunnen zitten terwijl de één het wel hoort en de ander niet. De onderzoeker, geluidstechnoloog Joseph Pompei van het Media Lab van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), noemt zijn vinding Audio Spotlight.

De eerste demonstratie van een prototype bezorgde hem op een congres van geluidstechnologen in 1998 een staande ovatie. MIT heeft patenten op de technologie verkregen en onderhandelt met fabrikanten van audio-apparatuur over licenties.

Van nature kan geluid niet worden gebundeld zoals licht. Het waaiert uit en gaat hoeken om. Geluidstechnici hebben lang gedacht dat het onmogelijk is apparatuur te maken die geluidsbundels dezelfde richtbaarheid geeft als lichtbundels.

Met Audio Spotlight zijn allerlei toepassingen denkbaar. Musea die alleen bij een schilderij een toelichting laten horen. Een dansvloer waaromheen een gesprek mogelijk is. Militairen die met gerichte geluidbundels de vijand in verwarring brengen. [Vervolg GELUID: pagina 5]

GELUID

Geluid kan worden gebundeld

[Vervolg van pagina 1] Bij de eerste demonstratie bewoog Pompei een geluidsbundel met een saxofoonsolo van John Coltrane over het publiek heen en weer. De aanwezige techneuten waardeerden de geluidskwaliteit, maar ze klapten hun handen vooral stuk omdat ze Coltrane soms niet hoorden. De geluidskwaliteit is goed tot een frequentie van 4.000 Herz, waardoor alle spraak en veel muziek goed doorkomt. Daarboven zit een vervormingspiek bij 8.000 Herz, maar de verstoringen komen in de buurt van een traditionele luidspreker en zijn sterk gereduceerd in vergelijking met de experimentele gerichte luidsprekers die in het begin van de jaren negentig werden gebouwd.

Pompei (28 jaar nu) is vanaf zijn puberteit gefascineerd door geluid en vooral gericht geluid. Al voor zijn geluidstechniekstudie en zijn daarop volgende promotieonderzoek aan het MIT werkte hij als technicus bij geluidsapparatuurfabrikant Bose.

De Audio Spotlight van Pompei produceert ultrasoon geluid van speciale frequentie en amplitudes. Ultrasoon geluid, zoals ook toegepast in medische echo-apparatuur, heeft hoge frequenties die de mens niet kan horen. Geluid verspreidt zich alleen goed bij lagere frequenties. De ultrasone trillingen hebben een wisselwerking met luchtdeeltjes waarbij hoorbaar geluid ontstaat. Die verstoring heeft Pompei uitgebuit. Hij vatte het hoorbare geluid op een paar meter afstand van zijn Audio Spotlight op als de gewenste verstoring en rekende terug welke frequenties en amplitudes aan ultrageluid hij zijn luidspreker moet laten produceren om het gewenste effect te bereiken.

Pompei's luidspreker is een platte schijf met een middellijn van minimaal 35 centimeter, aangestuurd door een speciale versterker. De luispreker bestaat uit een samenstelsel van zendertjes die ultrasone trillingen produceren. De bundel die de luidspreker uitstuurt is minimaal ongeveer 3 graden breed. Op drie meter afstand bestaat er dan een kleinste `geluidsvlek' van 15 centimeter diameter. Volgens Pompei blijft de bundel tot op een afstand van 100 meter in stand.