Keheningan yang Lahir dari Sutra: Cakrawala Baru Terbuka dalam Memerangi Ancaman Kebisingan

Keheningan itu berharga. Menurut American Institute of Stress, sebanyak itu 77 persen orang di Amerika Serikat menunjukkan beberapa tanda fisik stres saat menjalani kehidupan sehari-hari, dan periode hening setiap hari dapat membantu mereka rileks dan mengurangi tingkat stres. 

Diam membantu menurunkan tekanan darah, meningkatkan konsentrasi dan fokus, memperbaiki insomnia, mendorong kewaspadaan, dan banyak lagi. 

Namun, apakah mudah mencapai keheningan dalam kehidupan perkotaan yang kita jalani saat ini? Ambil contoh Mumbai, ibu kota komersial India. Tingkat kebisingan di kota ini telah mencapai hampir 124 desibel. Tingkat kebisingan setinggi itu dapat digolongkan antara suara gergaji mesin (120 dB) dan suara lepas landas pesawat militer. 

Di NYC, Departemen Bangunan Kota New York menerima sebanyak itu 3,700 keluhan kebisingan dalam setahun, termasuk suara kebisingan konstruksi, kemacetan lalu lintas (75dB hingga 80dB), deru kereta bawah tanah (80dB hingga 100dB), dan jackhammers (110dB).

Pertanyaannya adalah, bagaimana kita menemukan tempat yang tenang ketika komponen kehidupan kita sehari-hari yang tak terhindarkan begitu berisik?

Para peneliti telah memikirkan solusi selama beberapa waktu sekarang. Kolaborasi interdisipliner para peneliti dari MIT dan tempat lain telah mengembangkan solusi: kain sutra peredam suara. 

Kain Sutra Peredam Suara untuk Menciptakan Ruang Tenang

Kain yang digunakan dalam sutra hampir tidak lebih tebal dari rambut manusia. Penerapan tegangan membuat serat yang dimilikinya telah digunakan untuk membuat kain ini bergetar. Dan getaran inilah yang membantu meredam suara. 

Pada tingkat dasar dan lebih dapat diprediksi, gelombang suara yang dihasilkan oleh kain yang bergetar mengganggu kebisingan yang tidak diinginkan dan menghilangkannya. Teknik ini efektif hanya bila diterapkan dalam ruang kecil. Headphone peredam bising, karena hanya berfungsi pada ruang terbatas di telinga kita, berkembang dengan prinsip peredam bising ini. 

Namun, kain ini selangkah lebih maju daripada peredam bising konvensional dengan meredam getaran yang penting untuk transmisi suara. Kain ini dapat meredam suara di ruang tamu yang jauh lebih luas. 

Para peneliti menguji efektivitas kedua metode peredam kebisingan. Dalam mode penekanan langsung, kain sutra mampu mereduksi volume suara hingga 65 Desibel. Pada mode kedua, yang kuncinya adalah peredam getaran, kain dapat mengurangi transmisi suara hingga 75 persen.

Aspek penting lainnya dari penemuan ini adalah penggunaan bahan yang mudah ditemukan seperti sutra, kanvas, dan kain muslin. Ini memiliki penerapan yang tinggi dalam kehidupan nyata, seperti membuat pembatas di tempat kerja terbuka dan menawarkan dinding kain tipis untuk mencegah masuknya suara. 

Saat berbicara tentang keberhasilan yang dapat diraih oleh sutra peredam suara ini, Yoel Fink, seorang profesor di departemen Ilmu dan Teknik Material serta Teknik Elektro dan Ilmu Komputer, mengatakan hal berikut:

"Kebisingan jauh lebih mudah diciptakan daripada keheningan. Untuk meredam kebisingan, kami mengalokasikan banyak ruang untuk dinding tebal. Karya Grace [Penulis pertama] menyediakan mekanisme baru untuk menciptakan ruang yang tenang dengan selembar kain tipis."

Namun, ini bukan pertama kalinya kelompok peneliti yang terlibat dalam upaya ini melakukan pendekatan baru untuk meredam suara. Kelompok tersebut mencoba membuat mikrofon kain dengan menjahit sehelai serat piezoelektrik ke dalam kain. Bahan piezoelektrik ini menghasilkan sinyal listrik saat diremas atau dibengkokkan. Mereka mengubah getaran suara menjadi sinyal juga. Meskipun metode ini dapat membuktikan manfaatnya, namun tidak dapat berhasil melampaui ruang terbatas. 

Dengan penelitian terkini mengenai serat sutra peredam suara, para peneliti ingin melihat bagaimana solusi mereka dapat memblokir suara dari berbagai frekuensi di masa depan. 

Menurut Grace Yang:

“Ada banyak tombol yang bisa kita putar untuk membuat kain peredam suara ini efektif. Kami ingin membuat orang berpikir tentang cara mengendalikan getaran struktural untuk meredam suara. Kredensial mikro  baru permulaan."

Dorongan untuk menghilangkan kebisingan yang tidak diinginkan adalah gejala zaman kita. Para peneliti terinspirasi untuk mengembangkan solusi di bidang ini. Beberapa tahun yang lalu, para peneliti mencoba memanfaatkan metamaterial akustik untuk memblokir suara. 

Mencapai Keheningan melalui Metamaterial Akustik

Dalam istilah ilmiah inti, a metamaterial adalah “bahan yang terstruktur secara artifisial yang mengontrol dan membentuk aliran gelombang elektromagnetik atau mungkin jenis gelombang fisik lainnya.” 

Xin Zhang, seorang profesor teknik mesin di Universitas Boston, mengembangkan solusi peredam bising ini, yang dibuat dengan bahan metamaterial akustik, untuk memblokir kebisingan sekaligus menjaga aliran udara. 

Zhang membentuk tim dengan mahasiswa PhD Reza Ghaffarivarda dan menggunakan metamaterial, perhitungan matematis, dan desain struktur terbuka seperti cincin untuk menciptakan peredam terbuka yang dapat menjaga ventilasi efisien sekaligus mengurangi gelombang akustik yang tidak diinginkan hingga 94 persen.

Perangkat peredam suara yang dirancang oleh duo ini dapat diberi nama atau dilihat sebagai “peredam metamaterial akustik ultra terbuka” yang memiliki bukaan tengah yang besar dengan aliran udara 60%. Pelabuhan pusatnya dibungkus dengan enam saluran heliks. Hasilnya, port tersebut dapat menghasilkan gelombang di luar fase pada sisi pemancar. Gelombang akustik yang dihasilkan dari tumbukan saluran pusat dan heliks membatalkan satu sama lain, menghilangkan efek transmisi dan menciptakan keheningan. 

Untuk penerapan fungsional di lapangan, para peneliti menyegel loudspeaker ke salah satu ujung pipa PVC dan memasang peredam metamaterial akustik di ujung lainnya. Suara diputar melalui loudspeaker dengan volume tinggi di ujung pipa yang tertutup dan tidak dapat didengar di ujung pipa yang terbuka sampai peredam ada di sana. 

Saat menjelaskan rencananya dengan solusi tersebut, yang telah menarik minat dari perusahaan besar di banyak industri, Zhang berkata:

“Peredam metamaterial ultra-terbuka menawarkan potensi untuk mengurangi kebisingan lingkungan dari berbagai sumber. Kami bersemangat untuk menjajaki banyak peluang baru di mana desain kami dapat memberikan manfaat bagi manusia, lingkungan, dan kondisi kerja dengan mengurangi kebisingan.”

Kini jelas bahwa solusi-solusi ini, terlepas dari betapa sederhananya solusi tersebut melalui desain yang efisien, namun tetap efektif dalam memenuhi tujuannya. Hal ini agak Jelas bahwa perusahaan di bidang suara dan akustik akan mempertimbangkan solusi tersebut. Di bawah ini, kita akan membahas beberapa perusahaan yang telah menginvestasikan penelitian dan sumber daya untuk menemukan cara baru dalam menekan kebisingan. 

# 1. kesunyian

Silentium dikenal dengan teknologi Active Noise Control (ANC) yang unik. Ia menawarkan solusi manajemen suara disruptif berspektrum penuh yang melibatkan algoritme berpemilik. Algoritme ini dapat beradaptasi dengan perubahan spektrum kebisingan dan mencapai hasil pengurangan kebisingan hampir 10 dB (A). 

Layaknya sutra peredam suara, solusi Silentium juga berfungsi di ruang yang relatif lebih luas, seperti di dalam mobil. Teknologi 'Quite Bubble'-nya mengurangi kebisingan dengan mensintesis karakteristik fisik medan kebisingan yang tidak diinginkan di zona tenang yang diinginkan. Metode ini dibangun pada algoritma multisaluran yang mampu mengendalikan medan suara yang dihasilkan oleh serangkaian pengeras suara. 

Solusi Silentium Quiet Bubble dapat digunakan pada peralatan rumah tangga yang berisik, pada produk otomotif untuk mengurangi suara yang berasal dari angin, ban, mesin, dan HVAC, pada lingkungan industri untuk menciptakan lingkungan kerja yang tenang, dan bahkan dalam moda transportasi seperti kereta api, bandara, dan stasiun. 

Solusi menyeluruh Quiet Bubble dari Silentium hadir sebagai penawaran turnkey lengkap dengan elemen perangkat lunak dan perangkat keras.  

Menurut kabar terkini, Silentium memiliki perpanjangan Seri D. Perusahaan menutup putaran tersebut dengan total US$63 juta. Menora Mivtachim dan Meitav Dash, keduanya investor institusi Israel, memimpin putaran ini. 

Perusahaan ini juga memiliki pemimpin elektronik global Molex sebagai salah satu investornya. Saat memberikan gambaran tentang masa depan Silentium, Yoel Naor, CEO perusahaan, mengatakan hal berikut:

“Kami menyambut mitra baru yang memiliki minat yang sama terhadap akustik dan melihat manfaat dalam meningkatkan privasi dan kesejahteraan melalui ruang suara pribadi. Dengan investasi baru ini, kami akan meningkatkan pengembangan dan peluncuran solusi perangkat lunak Active Acoustics untuk produsen kendaraan dan pemasok otomotif – terutama seiring dengan berkembangnya persyaratan NVH di era baru mobilitas listrik dan otonom.”

# 2. Nol Suara

Perusahaan menjanjikan pembatalan bising aktif berkualitas tinggi untuk berbagai kasus penggunaan, mulai dari dalam kabin yang bising hingga stadion luar ruangan yang besar. Peningkatan skala dimungkinkan karena solusi inti terdiri dari sebuah panel. Jumlah panelnya bisa ditingkatkan untuk menghilangkan kebisingan sesuai bidang aplikasinya. Zero Sound mengklaim bahwa solusinya dapat secara aktif menghilangkan kebisingan dan menguranginya hingga 92%.

Dengan menerapkan lebih dari sepuluh panel peredam bising digital aktif ZS secara bersamaan, seseorang dapat memenuhi kebutuhan peredam bising di kompleks industri, lokasi konstruksi, stadion, perlintasan kereta api & jalan raya. 

Antara satu dan sembilan panel sudah cukup untuk menciptakan jaringan penekan untuk pembangkit listrik, peralatan industri, pengeboran, dan lokasi konstruksi. 

Lebih dari lima panel cukup untuk ruang tertutup, seperti yang terdapat pada interior kantor, rumah sakit, ruang server, dan hotel. Dan sebuahantara satu dan empat panel cukup untuk kabin kendaraan darurat, alat berat, dan peralatan pertanian. 

Menurut data yang tersedia, putaran pendanaan Zero Sound telah ditutup CA$880,000 pada Mei 2018. 

Mengatasi Kebisingan: Bahaya yang Melintasi Batas di mana-mana

Uni Eropa, dengan tegas mengakui polusi suara sebagai masalah besar, baik bagi kesehatan manusia maupun lingkungan. Meskipun paparan pengetahuan dalam jangka panjang dapat menyebabkan gangguan, gangguan tidur, dan efek negatif pada jantung manusia dan sistem metabolisme, kebisingan lingkungan dapat menyebabkan gangguan kognitif pada anak-anak. 

Menurut perkiraan EEA, kebisingan lingkungan merupakan penyebab utama 48,000 kasus baru penyakit jantung iskemik setiap tahunnya dan 12,000 kematian dini. Kebisingan lingkungan juga berkontribusi terhadap gangguan kronis yang tinggi pada 22 juta orang dan gangguan tidur kronis pada 6.5 ​​juta orang. Lebih dari 12,000 anak sekolah menderita gangguan membaca akibat kebisingan pesawat saja. 

Oleh karena itu, mengatasi bahaya kebisingan adalah tugas yang memerlukan upaya menyeluruh. Salah satu wilayah yang paling rentan, dimana banyak orang terkena dampaknya dalam wilayah yang sangat kecil, adalah wilayah industri. 

Angka-angka tersebut menunjukkan kemungkinan 22 juta pekerja AS menghadapi tingkat kebisingan yang berbahaya di tempat kerja. Banyak strategi baru yang dimiliki telah dikerahkan untuk mengendalikan ancaman kebisingan industri. 

Peredam lapisan terbatas—dicapai dengan menempatkan bahan peredam di antara dua lembaran logam—telah menjadi metode yang berguna untuk mengurangi getaran yang dihasilkan oleh mesin. 

Untuk keperluan rumah tangga, sekelompok peneliti di Singapura telah menemukan ide inovatif berupa jendela peredam kebisingan. Memasang solusi sistem ini pada kisi-kisi jendela dapat mengurangi suara masuk sebesar 50%. 

Sensor memainkan peran penting dalam menyukseskan metode ini. Sensor-sensor ini mendeteksi kebisingan yang masuk dan memainkan suara dengan bentuk gelombang yang serupa namun terbalik sehingga gelombang suara yang berada di luar fase ini dapat menetralkan gelombang yang masuk, menghilangkannya sebelum bergerak lebih jauh.

Salah satu solusi paling canggih dan menarik yang muncul dalam beberapa tahun terakhir adalah busa kedap suara nanoteknologi. Ia menggunakan nanoteknologi untuk mengubah gelombang suara menjadi panas. Solusi ini dapat diakses dan diperluas, karena menggunakan busa kedap suara yang tersedia sebagai dasarnya. Busa tersebut kemudian disuntikkan dengan bubuk nano untuk membuat saluran mikroskopis di dalamnya. Saluran atau tabung ini mengubah getaran akustik menjadi panas, sehingga menghilangkan suara. 

Memerangi ancaman suara memerlukan solusi yang lebih inovatif dan kemauan produsen besar serta pelaku industri untuk berinvestasi secara bijaksana dalam solusi peredam suara. Karena suara tidak terlihat, ancamannya sering kali luput dari perhatian radar. Bahayanya hanya muncul ketika kita menyadari kerusakan yang telah ditimbulkannya terhadap tubuh dan batin kita. Ini pasti membutuhkan lebih banyak kesadaran!

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang menyelamatkan nyawa dengan peredam kebisingan yang disempurnakan dengan AI.