Apakah Gelembung Suara Langkah Selanjutnya untuk Perangkat Peredam Kebisingan?

Pasar headphone diperkirakan akan tumbuh dengan kecepatan yang cukup stabil dari 2024 hingga 2029. Pasar menghasilkan pendapatan global sebesar US$18,0 miliar pada 2024. Ia akan tumbuh dengan laju hampir 2,4% dalam lima tahun ke depan. Pada 2024, masing-masing mencakup sekitar 0,2 unit dalam pasar Headphone pada 2024.

Selama bertahun‑tahun, tujuan headphone telah berkembang. Namun, tujuan inti tetap sama: mengurangi kebisingan. Dan kini, tujuan headphone sebagai perangkat peredam kebisingan mendapatkan dorongan baru dengan mengadopsi AI.

Headphone AI Membuat Gelembung Suara Efektif dalam Jarak Beberapa Kaki

Tim peneliti Universitas Washington telah menghasilkan solusi headphone unik. Mereka mengembangkan prototipe yang membantu pendengar menciptakan ‘gelembung suara.’ Algoritma AI – dikombinasikan dengan prototipe headphone – menghasilkan solusi yang memungkinkan pemakai mendengar orang berbicara dalam gelembung dengan jari‑jari yang dapat diprogram antara 3 hingga 6 kaki.  

Sumber: University of Washington

Perangkat ini mampu meredam suara dan percakapan di luar gelembung sebesar rata‑rata 49 desibel.

Saat menjelaskan kemampuan unik yang dapat dibawa solusi ini, penulis senior Shyam Gollakota, seorang profesor UW di Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering, mengatakan:

Sistem AI kami dapat mempelajari jarak setiap sumber suara di dalam ruangan dan memprosesnya secara real‑time, dalam 8 milidetik, pada perangkat pendengaran itu sendiri.

Para peneliti berhati‑hati agar solusi tetap nyata, praktis, dan dapat diwujudkan. Mereka membuat prototipe dengan headphone yang secara komersial tersedia di sekitar kami. Pertama, mereka menempelkan enam mikrofon kecil di sepanjang headband agar jaringan saraf tim dapat melacak suara‑suara berbeda yang mencapai masing‑masing mikrofon. Jaringan saraf berjalan pada komputer terbenam kecil yang terpasang pada headphone.

Setelah seluruh sistem ini diaktifkan, ia menekan suara‑suara yang datang dari luar gelembung dan kemudian memutar kembali serta sedikit memperkuat suara‑suara di dalam gelembung.

Melatih sistem berbasis AI memerlukan pemikiran inovatif. Para peneliti menemukan solusi cerdik, dengan menempatkan headphone pada kepala manekin, dan platform robotik memutar kepala sementara speaker bergerak memutar suara‑suara dari jarak‑jarak berbeda.

Selain sistem manekin, tim juga mengumpulkan data melalui pengguna manusia di 22 lingkungan dalam ruangan yang berbeda, termasuk kantor dan ruang tinggal. Tujuannya adalah melatih sistem untuk menciptakan gelembung suara di berbagai lingkungan. Mereka tidak memiliki dataset suara berbasis jarak yang tersedia secara langsung dari dunia nyata, sehingga solusi cerdik tersebut terbukti efektif.

Menjelaskan mengapa metode dan percobaan tersebut berhasil, para peneliti menunjuk pada dua alasan utama. Alasan pertama adalah kepala pemakai dapat memantulkan suara, membantu jaringan saraf membedakan suara dari berbagai jarak. Kedua, algoritma AI dapat secara efisien membandingkan suara‑suara dengan frekuensi berbeda untuk menentukan jarak setiap sumber suara.

Dalam menjelaskan terobosan yang dapat dicapai penelitian ini, Gollakota berkata:

Apakah kita memerlukan pemisahan besar untuk menciptakan ‘gelembung suara’ ini? Apa yang kami tunjukkan di sini adalah bahwa tidak perlu. Kami berhasil melakukannya hanya dengan mikrofon pada headphone dan secara real‑time, yang cukup mengejutkan.

Segera, para peneliti akan bekerja memastikan teknologi ini berfungsi mulus pada alat bantu dengar dan earbud peredam kebisingan. Saat ini, sistem hanya dapat beroperasi di dalam ruangan, dan mendapatkan audio pelatihan yang bersih tidak terlalu sulit. Keberhasilan di masa depan akan membutuhkan peneliti mengembangkan strategi baru untuk penempatan mikrofon.

Headphone adalah produk yang melibatkan banyak perusahaan teknologi terkemuka secara global dalam produksinya. Solusi, seperti yang kita lihat di atas, secara rutin diuji oleh departemen R&D perusahaan-perusahaan tersebut. Meskipun menciptakan gelembung suara berbasis AI adalah prestasi unik, sudah ada solusi yang memanfaatkan AI untuk meredam kebisingan. Pada segmen berikut, kami membahas beberapa solusi komersial yang tersedia dari pemimpin pasar.

Klik di sini untuk mempelajari sutra yang dapat melawan ancaman kebisingan.

1. Sony

Di sini, kami akan membahas solusi spesifik dari Sony yang mewakili upaya R&D perusahaan dalam bidang ini. Solusinya adalah headset stereo nirkabel peredam kebisingan Sony, MDR-ZX780DC.

Fungsi peredaman kebisingan solusi ini melibatkan sirkuit peredam kebisingan yang mendeteksi kebisingan luar dengan mikrofon terintegrasi dan mengirimkan sinyal pembatal yang sama tetapi berlawanan ke headset.

Pengguna bebas memilih fungsi peredam kebisingan. Yang perlu dilakukan pengguna adalah menekan dan menahan tombol Power selama sekitar 2 detik saat headset dimatikan untuk menyalakan headset. Ketika fungsi peredam kebisingan diaktifkan, indikator (hijau) menyala, dan mode peredam kebisingan diatur ke NC Mode B.

Sekarang, mari kita lihat secara khusus penggunaan AI pada headphone ini. Di sini, peredaman kebisingan AI adalah fungsi yang secara otomatis memilih salah satu mode peredam kebisingan untuk memberikan mode paling efektif dengan segera menganalisis komponen suara ambient.

Dalam waktu 3 detik, headset peredam kebisingan berbasis AI mulai menganalisis komponen suara ambient. Selama mode analisis aktif, volume suara dari headphone tetap rendah, dan indikator terus berkedip hijau.

Solusi ini tetap fleksibel dengan menawarkan tiga tipe mode peredam kebisingan:

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

Mode pertama mengurangi kebisingan yang mengandung banyak suara frekuensi menengah hingga rendah, sementara NC Mode B secara efektif mengurangi banyak suara frekuensi sangat rendah. NC Mode B efektif dalam mengurangi kebisingan latar belakang yang biasanya terdengar di dalam bus atau kereta.

Akhirnya, NC Mode C ditujukan untuk mengurangi kebisingan yang berasal dari suara dengan rentang frekuensi yang relatif tenang dan luas. Mode ini baik untuk mengurangi kebisingan latar belakang yang ada di lingkungan kantor, seperti yang berasal dari komputer, mesin fotokopi, dll.

2. Apple

Perusahaan lain yang telah membuat kemajuan besar di bidang ini adalah Apple (AAPL ). AirPods Pro2-nya dilengkapi dengan hingga 2X lebih banyak peredaman kebisingan aktif untuk menawarkan audio adaptif yang menyesuaikan kontrol kebisingan dengan lingkungan pemakai. Selain itu, ia menawarkan kualitas suara imersif dengan audio spasial yang dipersonalisasi.

Kinerja audio canggih produk Apple berasal dari H2 Chip buatan dalam yang bekerja dengan driver dan amplifier untuk menghasilkan suara yang jernih dan definisi tinggi. Solusi ini berjalan pada algoritma komputasinya untuk memberikan peredaman kebisingan, suara 3-D yang canggih, daya tahan baterai yang efisien, dan latensi audio ujung‑ke‑ujung yang tidak terasa.

Salah satu fitur paling unik dari H2 chip adalah algoritma adaptasinya, yang dapat memproses suara lebih cepat dan menyesuaikan audio pada momen tepat saat mendengar. Solusi ini mampu menampilkan setiap detail sesuai bentuk telinga spesifik pemakai, menghasilkan suara imersif dengan fidelitas lebih tinggi.

Solusi ini memiliki mikrofon menghadap ke dalam yang kompatibel dengan algoritma peningkatan suara untuk mengenali dan mengartikulasikan suara pengguna. Hasilnya berupa panggilan telepon dan video yang sepenuhnya alami.

H2 chip bekerja selaras dengan driver dan amplifier yang dirancang khusus untuk menawarkan distorsi pemutaran yang lebih rendah. Apa yang didengar pengguna – pada gilirannya – adalah bass yang lebih dalam dan treble yang lebih jernih pada berbagai tingkat volume.

Parameter peredaman kebisingan yang dicapai oleh Apple sangat berhasil. Ia meredam hingga 2X dengan peredaman kebisingan aktif tingkat profesional. Driver dan algoritma akustik dapat menghilangkan lebih banyak kebisingan yang tidak diinginkan.

Mode transparansi pada Apple AirPods memanfaatkan kemampuan H2 chip untuk meminimalkan intensitas kebisingan keras, termasuk yang dihasilkan dari sumber seperti sirene atau alat listrik. Ia dapat mengurangi kebisingan sebanyak 48.000 kali per detik.

Fitur isolasi suara dapat meningkatkan kualitas panggilan telepon dalam kondisi berisik atau berangin. Audio komputasi canggihnya dapat mengurangi kebisingan latar belakang sambil mengisolasi dan memperjelas suara pembicara bagi pendengar.

Fitur volume pribadi yang didorong oleh pembelajaran mesin dapat memahami preferensi mendengarkan di berbagai lingkungan – menyesuaikan suara berdasarkan pola pengguna seiring waktu.

Secara keseluruhan, solusi peredaman kebisingan Apple ditujukan untuk membuat audio dan kualitas suara perangkat lebih personal. Dan ia memanfaatkan AI serta ML secara signifikan.

3. Bose

Akhirnya, kita akan melihat perusahaan yang identik dengan kualitas suara premium: Bose!

Relevan, pada Agustus 2024, Bose menjalin kemitraan dengan Bragi, pelopor headphone AI. Tujuannya adalah menyediakan solusi audio wearable mutakhir yang siap pakai dan menyederhanakan proses pembuatan produk audio berkualitas tinggi untuk merek global.

Ada tiga tujuan kolaborasi ini: Pertama adalah peredaman kebisingan. Bose terkenal dengan teknologi ANC-nya, yang berarti Active Noise Cancellation. Teknologi ini dapat menghilangkan kebisingan yang tidak diinginkan, memastikan pengalaman mendengarkan yang tidak terganggu, baik di lingkungan perkotaan yang ramai maupun selama penerbangan panjang.

Kedua adalah aspek audio imersif. Dalam hal ini, solusi produk dapat memberikan panggung suara yang lebih luas dan lebih lapang, menghasilkan pengalaman mendengarkan berlapis dan multidimensi.

Terakhir, spektrum teknologi suara AI Bose dapat memberikan kejernihan suara yang ditingkatkan dengan komunikasi yang jelas dan tajam di lingkungan berisik. Hasilnya membuat suara ideal untuk aplikasi telekomunikasi, konferensi, dan lainnya.

Saat membicarakan kemitraan tersebut, Nicholas Smith, chief strategy officer di Bose, mengatakan:

“Dengan bermitra dengan Bragi, kami memperluas dampak Bose lebih jauh di pasar audio wearable, menyampaikan pengalaman audio terkenal kami kepada lebih banyak orang di seluruh dunia.”

Di sisi lain, Nikolaj Hviid, CEO Bragi, berkata:

“Mengintegrasikan teknologi audio mutakhir Bose dengan Bragi akan memungkinkan merek menawarkan pengalaman audio tak tertandingi dan memberikan keunggulan kompetitif bagi headphone.”

Sejak November 2024, Bose meluncurkan lini produknya, Ultra Open Earbuds, yang memutar audio pribadi sambil memungkinkan suara luar masuk agar pengguna tetap sadar.
Secara keseluruhan, inovasi Bose dalam bidang peredaman kebisingan bergantung pada penggunaan mikrofon baik di dalam maupun di luar earcup untuk memantau suara di sekitar pemakai dan segera menghasilkan sinyal berlawanan untuk meniadakannya. Dengan peredaman kebisingan yang dapat disesuaikan, pengguna dapat mengontrol seberapa banyak – atau sedikit – kebisingan luar yang terdengar.

Masa Depan Perangkat Peredam Kebisingan

Dengan semakin meningkatnya keramaian di dunia perkotaan modern kita, peredaman kebisingan menjadi hal yang akan berkembang dalam industri audio. Menyadari pentingnya, para teknolog di seluruh dunia terus berupaya membuatnya semaksimal mungkin. Dan untuk membuatnya lebih canggih, apa yang lebih baik selain mengadopsi AI?

Pada Mei 2024, MIT Technology Review melaporkan sebuah sistem AI prototipe untuk headphone peredam kebisingan. Sistem ini bertujuan menyelesaikan satu kelemahan perangkat peredam kebisingan tersebut: kecenderungan mereka untuk menenggelamkan suara secara tidak selektif. Solusinya berupa fitur yang disebut Target Speech Hearing. Fitur ini memberi kemampuan kepada pengguna untuk memilih orang yang suaranya tetap terdengar meskipun semua suara lain dibatalkan. Untuk mengaktifkan sistem Target Speech Hearing, pemakai menahan tombol pada headphone selama beberapa detik sambil menghadap orang yang ingin difokuskan.

Penggunaan gelembung untuk meredam kebisingan juga telah dieksplorasi oleh perusahaan niche seperti Silentium selama beberapa waktu. Silentium telah mengembangkan keluarga Quiet Bubble™, sebuah konsep di Silentium untuk mengurangi kebisingan mengganggu tanpa memandang sumbernya.

Untuk mencapai tujuan tersebut, perusahaan mensintesis karakteristik fisik bidang kebisingan yang tidak diinginkan dalam zona ketenangan yang diinginkan. Hal ini dicapai dengan algoritma multisaluran yang memungkinkan mengontrol bidang suara yang dihasilkan oleh susunan speaker.

Solusi Silentium berlaku untuk berbagai skenario. Ada gelembung tenang generik, sandaran kepala aktif untuk menciptakan zona tenang, dan headset aktif. Perusahaan mampu merancang dan membangun produk ANC khusus yang sesuai dengan kebutuhan tepat pengguna. Ia dapat membangun zona tenang di dalam kereta yang sibuk dan terminal bandara untuk penumpang sebagai tempat damai dan privasi relatif.

Secara keseluruhan, peredaman kebisingan – melalui gelembung dan lainnya – semakin mendapatkan perhatian di berbagai industri, termasuk alat dan perangkat yang digunakan di rumah, solusi otomotif, peralatan industri yang menghasilkan kebisingan, transportasi, dan lain-lain. Ini adalah langkah selanjutnya!

Klik di sini untuk 5 aksesori wajib bagi kantor rumah.