Είναι οι Φούσκες Ήχου το Επόμενο Βήμα Προόδου για Συσκευές Ακύρωσης Θορύβου;

Η αγορά για ακουστικά αναμένεται να αυξηθεί με μέτρια σταθερό ρυθμό από το 2024 έως το 2029. Η αγορά έσπασε παγκόσμιο έσοδο 18,0 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2024. Θα αυξηθεί με ρυθμό σχεδόν 2,4% τα επόμενα πέντε χρόνια. Το 2024, κάθε ένα αντιπροσωπεύει περίπου 0,2 τεμάχια στην αγορά ακουστικών το 2024.

Με τα χρόνια, ο σκοπός των ακουστικών έχει εξελιχθεί. Ωστόσο, ο βασικός σκοπός παραμένει ο ίδιος: η ακύρωση του θορύβου. Και τώρα, αυτός ο στόχος των ακουστικών ως συσκευές ακύρωσης θορύβου λαμβάνει μια φρέσκια ώθηση με την υιοθέτηση της τεχνητής νοημοσύνης. 

Τα AI Ακουστικά Δημιουργούν Φούσκα Ήχου Αποτελεσματική σε Λίγα Πόδια

Μία ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου Washington έχει δημιουργήσει ένα μοναδική λύση ακουστικών. Έχει αναπτύξει ένα πρωτότυπο που βοηθά τους ακροατές να δημιουργούν μια ‘φούσκα ήχου.’ Οι αλγόριθμοι AI – σε συνδυασμό με το πρωτότυπο ακουστικό – αποδίδουν μια λύση που επιτρέπει στους χρήστες να ακούνε ανθρώπους που μιλούν μέσα σε μια φούσκα με προγραμματιζόμενη ακτίνα 3 έως 6 πόδια.  

Πηγή: University of Washington

Η συσκευή είναι ικανή να μειώνει τις φωνές και τους ήχους εκτός της φούσκας κατά μέσο όρο 49 ντεσιμπέλ.

Καθώς εξηγούσε τις μοναδικές δυνατότητες που θα μπορούσε να προσφέρει η λύση, ο ανώτερος συγγραφέας Shyam Gollakota, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Washington στη Σχολή Πληροφορικής & Engineering, είπε τα εξής:

“Το σύστημα AI μας μπορεί να μάθει την απόσταση για κάθε πηγή ήχου σε ένα δωμάτιο και να το επεξεργαστεί σε πραγματικό χρόνο, μέσα σε 8 χιλιοστά του δευτερολέπτου, στη συσκευή ακρόασης ίδια.”

Οι ερευνητές ήταν προσεκτικοί ώστε η λύση να παραμείνει ρεαλιστική, πρακτική και εφικτή. Δημιούργησαν το πρωτότυπο με ακουστικά που είναι εμπορικά διαθέσιμα γύρω μας. Πρώτα, τοποθέτησαν έξι μικροφωνάκια κατά μήκος της ζώνης των ακουστικών ώστε το νευρωνικό δίκτυο της ομάδας να παρακολουθεί διαφορετικούς ήχους που φθάνουν σε κάθε μικρόφωνο. Το νευρωνικό δίκτυο λειτουργεί σε έναν μικρό ενσωματωμένο υπολογιστή που παραμένει συνδεδεμένος στα ακουστικά. 

Μόλις αυτό το σύστημα ενεργοποιηθεί, καταστέλλει τους ήχους που προέρχονται από έξω της φούσκας και στη συνέχεια επαναλαμβάνει και ελαφρώς ενισχύει τους ήχους μέσα στη φούσκα. 

Η εκπαίδευση του συστήματος βασισμένου σε AI απαιτεί καινοτόμο σκέψη. Οι ερευνητές βρήκαν μια έξυπνη λύση, όπου έβαλαν τα ακουστικά σε κεφάλι μαριονέτας, και μια ρομποτική πλατφόρμα γύρισε το κεφάλι ενώ ένας κινητός ηχείο έπαιζε ήχους από διαφορετικές αποστάσεις. 

Εκτός από το σύστημα μαριονέτας, η ομάδα συνέλεξε επίσης δεδομένα από ανθρώπινους χρήστες σε 22 διαφορετικά εσωτερικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων γραφείων και κατοικιών. Ο σκοπός ήταν η εκπαίδευση του συστήματος για δημιουργία φουσκών ήχου σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Δεν διέθεταν διαθέσιμο σύνολο δεδομένων ήχου βάσει απόστασης από τον πραγματικό κόσμο, γι’ αυτό η έξυπνη λύση αποδείχθηκε αποτελεσματική. 

Εξηγώντας γιατί η μέθοδος και το πείραμα λειτούργησαν, οι ερευνητές ανέφεραν δύο βασικούς λόγους. Ο πρώτος ήταν ότι το κεφάλι του χρήστη μπορεί να αντανακλά ήχους, βοηθώντας το νευρωνικό δίκτυο να διακρίνει ήχους από διάφορες αποστάσεις. Δεύτερον, ο αλγόριθμος AI μπορεί αποτελεσματικά να συγκρίνει διαφορετικούς ήχους με διαφορετικές συχνότητες για να καθορίσει την απόσταση οποιασδήποτε πηγής ήχου.

Καθώς εξηγούσε την καινοτομία που θα μπορούσε να επιτύχει αυτή η έρευνα, ο Gollakota είπε:

“Χρειάζεται μεγάλη απόσταση για να δημιουργήσουμε αυτή τη ‘φούσκα ήχου’; Αυτό που δείξαμε εδώ είναι ότι όχι. Καταφέραμε να το κάνουμε μόνο με τα μικρόφωνα στα ακουστικά και σε πραγματικό χρόνο, κάτι που ήταν αρκετά εκπληκτικό.”

Σύντομα, οι ερευνητές θα εργαστούν για να διασφαλίσουν ότι η τεχνολογία λειτουργεί άψογα σε ακουστικά ακοής και ακουστικά ακύρωσης θορύβου. Προς το παρόν, το σύστημα γνωρίζει μόνο πώς να λειτουργεί εσωτερικά, και η λήψη καθαρού εκπαιδευτικού ήχου δεν είναι τόσο δύσκολη. Η μελλοντική επιτυχία θα απαιτήσει από τους ερευνητές να αναπτύξουν μια νέα στρατηγική τοποθέτησης των μικροφώνων. 

Τα ακουστικά είναι προϊόντα που έχουν πολλές παγκοσμίως κορυφαίες τεχνολογικές εταιρείες που συμμετέχουν στην παραγωγή τους. Λύσεις, όπως βλέπουμε παραπάνω, δοκιμάζονται και ελέγχονται τακτικά από τα τμήματα Έρευνας & Ανάπτυξης αυτών των εταιρειών. Ενώ η δημιουργία μιας φούσκας ήχου με τεχνητή νοημοσύνη είναι ένα μοναδικό επίτευγμα, υπάρχουν λύσεις που αξιοποιούν AI για την ακύρωση θορύβου. Στα επόμενα τμήματα, συζητάμε μερικές τέτοιες εμπορικές λύσεις που διατίθενται από τους ηγέτες της αγοράς.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε για το μετάξι που μπορεί να αντιμετωπίσει την απειλή του θορύβου.

1. Sony

Εδώ, θα μιλήσουμε για μια συγκεκριμένη λύση της Sony που αντιπροσωπεύει τις προσπάθειες Έρευνας & Ανάπτυξης της εταιρείας σε αυτόν τον χώρο. Η λύση είναι το ασύρματο ακουστικό ακύρωσης θορύβου στερεοφωνικό της Sony, MDR-ZX780DC. 

Η λειτουργία ακύρωσης θορύβου αυτής της λύσης περιλαμβάνει ένα κύκλωμα ακύρωσης θορύβου που ανιχνεύει τον εξωτερικό θόρυβο με ενσωματωμένα μικρόφωνα και στέλνει ένα ισοδύναμο αλλά αντίθετο σήμα ακύρωσης στο ακουστικό.

Ο χρήστης μπορεί ελεύθερα να ενεργοποιήσει τη λειτουργία ακύρωσης θορύβου. Το μόνο που χρειάζεται να κάνει είναι να πατήσει και να κρατήσει πατημένο το κουμπί Power για περίπου 2 δευτερόλεπτα όταν το ακουστικό είναι απενεργοποιημένο, ώστε να ενεργοποιηθεί το ακουστικό. Όταν η λειτουργία ακύρωσης θορύβου είναι ενεργοποιημένη, ο δείκτης (πράσινο) ανάβει και η λειτουργία ακύρωσης θορύβου ορίζεται σε NC Mode B.

Τώρα, ας δούμε συγκεκριμένα τη χρήση AI σε αυτά τα ακουστικά. Εδώ, η ακύρωση θορύβου με AI είναι μια λειτουργία που επιλέγει αυτόματα μία από τις λειτουργίες ακύρωσης θορύβου για να παρέχει τη πιο αποτελεσματική λειτουργία, αναλύοντας άμεσα τα στοιχεία του περιβάλλοντος ήχου.

Μέσα σε 3 δευτερόλεπτα, το ακουστικό ακύρωσης θορύβου με AI αρχίζει να αναλύει τα στοιχεία του περιβάλλοντος ήχου. Ενώ η λειτουργία ανάλυσης είναι ενεργή, η ένταση ήχου από τα ακουστικά παραμένει χαμηλή και ο δείκτης συνεχίζει να αναβοσβήνει πράσινο φως. 

Η λύση παραμένει ευέλικτη προσφέροντας τρεις τύπους λειτουργιών ακύρωσης θορύβου:

1. NC Mode A
2. NC Mode B
3. NC Mode C

Η πρώτη λειτουργία μειώνει τον θόρυβο που περιέχει μεγάλο ποσό ήχων μεσαίας έως χαμηλής συχνότητας, ενώ η NC Mode B μειώνει αποτελεσματικά μεγάλο ποσό υπερ-χαμηλής συχνότητας. Η NC Mode B είναι αποτελεσματική στη μείωση του θορύβου φόντου που ακούγεται κυρίως σε λεωφορείο ή τρένο.

Τέλος, η NC Mode C προορίζεται να μειώνει τον θόρυβο που προέρχεται από σχετικά ήσυχους ήχους με ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Αυτή η λειτουργία είναι κατάλληλη για τη μείωση του θορύβου φόντου σε περιβάλλον γραφείου, όπως οι ήχοι από υπολογιστές, φωτοαντιγραφείς κ.λπ.

Στις 14 Μαΐου 2024, η Sony Group δημοσίευσε τα ενοποιημένα οικονομικά αποτελέσματα FY 2023 για το οικονομικό έτος που έληξε στις 31 Μαρτίου 2024. Τα ενοποιημένα έσοδα FY23 ήταν 13 τρισεκατομμύρια 20,8 δισεκατομμύρια γιεν, νέο ρεκόρ. Το ενοποιημένο λειτουργικό κέρδος ήταν 1 τρισεκατομμύριο 208,8 δισεκατομμύρια γιεν, το καθαρό κέρδος ήταν 970,6 δισεκατομμύρια γιεν, και το ενοποιημένο προσαρμοσμένο EBITDA ήταν 1 τρισεκατομμύριο 818,0 δισεκατομμύρια γιεν.

2. Apple

Μια άλλη εταιρεία που έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο σε αυτόν τον χώρο είναι η Apple (AAPL ). Τα AirPods Pro2 της προσφέρουν έως και 2X περισσότερη ενεργή ακύρωση θορύβου για να προσφέρουν προσαρμοστικό ήχο που προσαρμόζει τον έλεγχο θορύβου στο περιβάλλον του χρήστη. Επιπλέον, προσφέρουν καθηλωτική ποιότητα ήχου με εξατομικευμένο χωρικό ήχο. 

Η προηγμένη απόδοση ήχου του προϊόντος της Apple προέρχεται από το εσωτερικό της H2 Chip που συνεργάζεται με το ηχείο και τον ενισχυτή για να δημιουργήσει καθαρό, υψηλής ευκρίνειας ήχο. Η λύση λειτουργεί με τους υπολογιστικούς αλγόριθμους της για να παρέχει ακύρωση θορύβου, εξελιγμένο 3‑Δ ήχο, αποδοτική διάρκεια μπαταρίας και αδιαφανή καθυστέρηση ήχου από άκρη σε άκρη.

Ένα από τα πιο μοναδικά χαρακτηριστικά του H2 chip είναι ο αλγόριθμος προσαρμογής του, ο οποίος μπορεί να επεξεργάζεται τον ήχο πιο γρήγορα και να ρυθμίζει το ήχο τη στιγμή που ακούγεται. Η λύση είναι ικανή να αποδίδει κάθε λεπτομέρεια στο συγκεκριμένο σχήμα αυτιού του χρήστη, προσφέροντας καθηλωτικό, υψηλότερης πιστότητας ήχο.

Η λύση διαθέτει εσωτερικό μικρόφωνο συμβατό με αλγόριθμους ενίσχυσης φωνής για την αναγνώριση και την απόδοση της φωνής του χρήστη. Το αποτέλεσμα είναι εντελώς φυσικές τηλεφωνικές και βιντεοκλήσεις.

Το H2 chip λειτουργεί σε συγχρονισμό με προσαρμοσμένο οδηγό και ενισχυτή για να προσφέρει χαμηλότερη παραμόρφωση αναπαραγωγής. Αυτό που ακούει ο χρήστης – με τη σειρά του – είναι βαθύτερα μπάσα και πιο καθαρά υψηλά σε όλο το φάσμα των επιπέδων έντασης.

Οι παράμετροι ακύρωσης θορύβου που επιτυγχάνονται από την Apple είναι σημαντικά καλά επιτευγμένες. Η συσκευή μειώνει έως και 2X με επαγγελματική ενεργή ακύρωση θορύβου. Ο οδηγός και οι αλγόριθμοι ακουστικής μπορούν να αφαιρέσουν περισσότερο ανεπιθύμητο θόρυβο.

Η λειτουργία διαφάνειας των Apple AirPods αξιοποιεί τη δυνατότητα των H2 chips να ελαχιστοποιούν την ένταση έντονου θορύβου, συμπεριλαμβανομένων πηγών όπως σειρήνες ή ηλεκτρικά εργαλεία. Μπορεί να μειώσει τον θόρυβο 48.000 φορές το δευτερόλεπτο.

Η λειτουργία απομόνωσης φωνής μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα των τηλεφωνικών κλήσεων σε θορυβώδεις ή αεριώδεις συνθήκες. Η προηγμένη υπολογιστική ήχος της μπορεί να μειώσει τον θόρυβο φόντου ενώ απομονώνει και καθαρίζει τον ήχο της φωνής του ομιλητή για το άτομο που ακούει.

Η λειτουργία εξατομικευμένου ήχου που βασίζεται στη μηχανική μάθηση μπορεί να κατανοήσει τις προτιμήσεις ακρόασης σε διαφορετικά περιβάλλοντα – προσαρμόζοντας τους ήχους βάσει των προτύπων του χρήστη με την πάροδο του χρόνου.

Συνολικά, η λύση ακύρωσης θορύβου της Apple στοχεύει στο να κάνει τον ήχο και την ποιότητα ήχου της συσκευής πιο εξατομικευμένα. Και αξιοποιεί την τεχνητή νοημοσύνη και τη μηχανική μάθηση σε μεγάλο βαθμό. 

Στις 31 Οκτωβρίου 2024, η Apple ανακοίνωσε οικονομικά αποτελέσματα για το τέταρτο τρίμηνο του οικονομικού 2024 που έληξε στις 28 Σεπτεμβρίου 2024. Η εταιρεία ανακοίνωσε τριμηνιαία έσοδα 94,9 δισεκατομμύρια δολάρια, αύξηση 6 τοις εκατό σε ετήσια βάση, και τριμηνιαία κερδισμένα ανά μετοχή 0,97 δολάρια.

3. Bose

Τέλος, θα δούμε την εταιρεία που έχει συνδεθεί με ήχο υψηλής ποιότητας: Bose!

Σχετικά, τον Αύγουστο 2024, η Bose σχημάτισε συνεργασία με τη Bragi, τον πρωτοπόρο των AI ακουστικών. Στόχος ήταν η παροχή πρωτοποριακών, έτοιμων προς χρήση αδειοδοτήσιμων λύσεων ήχου φορητών συσκευών και η απλοποίηση της διαδικασίας δημιουργίας προϊόντων υψηλής ποιότητας ήχου για παγκόσμιες μάρκες. 

Υπήρχαν τρεις στόχοι για αυτή τη συνεργασία: Ο πρώτος ήταν η ακύρωση θορύβου. Η Bose είναι γνωστή για την τεχνολογία ANC, που σημαίνει Ενεργή Ακύρωση Θορύβου. Μπορεί να εξαλείψει ανεπιθύμητο θόρυβο, εξασφαλίζοντας αδιάσπαστη εμπειρία ακρόασης, είτε σε πολυσύχναστο αστικό περιβάλλον είτε κατά τη διάρκεια μιας μακράς πτήσης. 

Δεύτερος ήταν η πτυχή του καθηλωτικού ήχου. Σε αυτήν, η λύση προϊόντος θα μπορούσε να προσφέρει ευρύτερο και πιο ευρύχωρο ηχητικό σκηνικό, δημιουργώντας μια πολυεπίπεδη, πολυδιάστατη εμπειρία ακρόασης. 

Τέλος, το φάσμα τεχνολογίας AI φωνής της Bose θα μπορούσε να προσφέρει βελτιωμένη καθαρότητα φωνής με σαφή και καθαρή επικοινωνία σε θορυβώδη περιβάλλοντα. Το αποτέλεσμα καθιστά τον ήχο ιδανικό για τηλεπικοινωνίες, τηλεδιασκέψεις και άλλα. 

Καθώς μιλούσαν για τη συνεργασία, ο Nicholas Smith, chief strategy officer της Bose, είπε τα εξής:

“Συνεργαζόμενοι με τη Bragi, επεκτείνουμε την επίδραση της Bose στην αγορά φορητών ήχων, παρέχοντας τις φημισμένες ηχητικές εμπειρίες μας σε περισσότερους ανθρώπους παγκοσμίως.”

Από την άλλη πλευρά, ο Nikolaj Hviid, CEO της Bragi, είπε:

“Η ενσωμάτωση των κορυφαίων τεχνολογιών ήχου της Bose με τη Bragi θα επιτρέψει στις μάρκες να προσφέρουν ασύγκριτες ηχητικές εμπειρίες και να παρέχουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για τα ακουστικά.”

Ήδη τον Νοέμβριο 2024, η Bose παρουσίασε τη σειρά προϊόντων της, Ultra Open Earbuds, που παίζουν ιδιωτικό ήχο ενώ επιτρέπουν την είσοδο εξωτερικών θορύβων ώστε οι χρήστες να παραμένουν ενήμεροι.

Συνολικά, οι καινοτομίες της Bose στον τομέα της ακύρωσης θορύβου βασίζονται στη χρήση μικροφώνων τόσο μέσα όσο και έξω από τα ηχεία για την παρακολούθηση των ήχων γύρω από τον χρήστη και την άμεση παραγωγή αντίστροφου σήματος για την ακύρωση τους. Με ρυθμιζόμενη ακύρωση θορύβου, ο χρήστης μπορεί να ελέγξει πόσο – ή πόσο λίγο – εξωτερικό θόρυβο ακούει. 

Το Μέλλον των Συσκευών Ακύρωσης Θορύβου

Με την αυξανόμενη φασαρία και το θόρυβο στον σύγχρονο αστικό μας κόσμο, η ακύρωση θορύβου είναι κάτι στο οποίο η βιομηχανία ήχου θα ευδοκιμήσει. Λαμβάνοντας υπόψη τη σημασία της, τεχνολόγοι σε όλο τον κόσμο προσπαθούν συνεχώς να την κάνουν όσο το δυνατόν πιο εξελιγμένη. Και για να την κάνουν πιο εξελιγμένη, τι θα μπορούσε να είναι καλύτερο από την υιοθέτηση της τεχνητής νοημοσύνης; 

Τον Μάιο του 2024, το MIT Technology Review ανέφερε ένα νέο πρωτότυπο σύστημα AI για ακουστικά ακύρωσης θορύβου. Το σύστημα στοχεύει στην επίλυση ενός μειονεκτήματος αυτών των συσκευών ακύρωσης θορύβου: την τάση τους να εξαλείφουν τους ήχους αδιάκριτα. Η λύση ήρθε με τη μορφή μιας λειτουργίας που ονομάζεται Target Speech Hearing. Αυτή η λειτουργία δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να επιλέξουν ένα άτομο του οποίου η φωνή θα παραμείνει ακουστή ακόμη και όταν όλα τα άλλα ήχοι ακυρώνονται. Για να ενεργοποιηθεί το σύστημα Target Speech Hearing, ο χρήστης κρατά πατημένο ένα κουμπί στα ακουστικά για αρκετά δευτερόλεπτα ενώ κοιτάζει το άτομο στο οποίο θέλει να εστιάσει.

Η χρήση φουσκών για την ακύρωση θορύβου είναι κάτι που εξειδικευμένες εταιρείες όπως η Silentium πειραματίζονται εδώ και κάποιο χρόνο. Η Silentium ανέπτυξε τη σειρά Quiet Bubble™ , μια έννοια στη Silentium για τη μείωση του ενοχλητικού θορύβου ανεξάρτητα από τις πηγές του. 

Για να επιτύχει τον στόχο της, η εταιρεία συνθέτει τα φυσικά χαρακτηριστικά των ανεπιθύμητων ηχητικών πεδίων σε μια επιθυμητή ζώνη ησυχίας. Αυτό επιτυγχάνεται με έναν πολυκαναλικό αλγόριθμο που επιτρέπει τον έλεγχο του ηχητικού πεδίου που παράγεται από έναν πίνακα ηχείων.

Οι λύσεις της Silentium εφαρμόζονται σε μια σειρά σεναρίων. Υπάρχει μια γενική ήσυχη φούσκα, ενεργά κεφαλοποδία για δημιουργία ήσυχης ζώνης, και ένα ενεργό ακουστικό. Η εταιρεία είναι ικανή να σχεδιάσει και να κατασκευάσει ένα πλήρως αφιερωμένο προϊόν ANC στις ακριβείς ανάγκες του χρήστη. Μπορεί να δημιουργήσει ήσυχες ζώνες μέσα σε πολυσύχνατα τρένα και αεροδρόμια για τους επιβάτες ως χώρο ηρεμίας και σχετικής ιδιωτικότητας.

Συνολικά, η ακύρωση θορύβου – μέσω φουσκών και άλλων – κερδίζει έδαφος σε διάφορους κλάδους, συμπεριλαμβανομένων εργαλείων και συσκευών που χρησιμοποιούνται στο σπίτι, αυτοκινητοβιομηχανικών λύσεων, βιομηχανικού εξοπλισμού που παράγει θόρυβο, μεταφορών και άλλων. Είναι το επόμενο βήμα προόδου!

Κάντε κλικ εδώ για 5 απαραίτητα αξεσουάρ για το σπίτι γραφείο.