Istraživači Sveučilišta Washington osmislili su Sound Bubble, prototip slušalica koje omogućuju stvaranje "mjehurića zvuka". Princip rada, detaljno opisan u časopisu Nature Electronics, načelno je vrlo jednostavan: algoritmi umjetne inteligencije u kombinaciji s tehničkim specifikacijama slušalica omogućuju korisniku da čuje ljude kako govore unutar mjehurića s programabilnim radijusom između jednog i dva metra. Glasovi i zvukovi koji dolaze izvan tog mjehurića pritom su utišani u prosjeku za 49 decibela, čak i kad su udaljeni zvukovi glasniji od onih unutar mjehurića.

Osam milisekundi

Ljudi nisu dobri u opažanju udaljenosti putem zvuka, osobito kada postoji više izvora zvuka oko njih, objašnjavaju istraživači. Naše sposobnosti da se usredotočimo na ljude u našoj blizini ograničene su bukom koja se javlja u prostorima u kojima boravi i komunicira više ljudi ili stvaraju neku buku. Ovaj AI sustav može naučiti udaljenost za svaki izvor zvuka u prostoriji i obraditi ga u stvarnom vremenu, unutar osam milisekundi, u samom slušnom aparatu.

Prilikom izrade prototipa, istraživači su pričvrstili šest malih mikrofona na traku za glavu. Neuronska mreža koja radi u malom ugrađenom računalu spojenom na slušalice, prati kada različiti zvukovi dopiru do svakog mikrofona. Slušalice s poništavanjem buke fizički propuštaju dio zvuka no sustav potiskuje zvukove koji dolaze izvan mjehurića, dok reproducira i lagano pojačava zvukove koji nastaju unutar mjehurića.

Prikupljanje podataka

Kako bi osposobili sustav za stvaranje zvučnih mjehurića u različitim okruženjima, istraživačima je bio potreban skup zvučnih podataka temeljen na udaljenosti, prikupljen u stvarnom svijetu. Slušalice su stavili na glavu lutke koja se okretala u raznim smjerovima dok je pokretni zvučnik puštao zvukove koji su dolazili iz različitih udaljenosti. Tako su prikupili podatke koje su poslije obogatili s testovima na ljudima u 22 različita unutarnja okruženja, uključujući urede, restorane i druga mjesta u kojima boravi više ljudi.

Sustav je djelotvoran iz nekoliko razloga. Glava nositelja reflektira zvukove, što neuronskoj mreži pomaže da razlikuje zvukove iz različitih udaljenosti. Drugo, zvukovi poput ljudskog govora imaju više frekvencija koje prolaze kroz različite faze dok putuju od svog izvora. A AI algoritam uspoređuje faze svake frekvencija kako bi odredio udaljenost bilo kojeg izvora zvuka.

Usporedba s Air Pods 2

Dakako, slušalice poput Appleovih AirPods Pro 2 mogu pojačati glas osobe ispred onoga tko ih nosi, dok istovremeno smanjuju pozadinsku buku. No one to čine praćenjem položaja glave i pojačavanjem zvuka koji dolazi iz određenog smjera, a ne mjerenjem udaljenosti. To znači da ne mogu pojačati više izvora zvukova odjednom, gube funkcionalnost ako nositelj okrene glavu od ciljanog govornika i nisu tako učinkovite u smanjivanju glasnih zvukova koji dolaze iz smjera sugovornika.

Nove slušalice trenutačno dobro funkcioniraju samo u zatvorenom prostoru, kažu istraživači, jer je teže dobiti čisti zvuk na otvorenom. U međuvremenu, rade na tome da ova tehnologija bude jednako djelotvorna i u slušnim pomagalima, baš kao što to navodno vrlo efikasno čine AirPods 2 Pro, i u slušalicama za poništavanje buke, što pak zahtijeva novu strategiju za pozicioniranje mikrofona.