Všeobecné

Nové zariadenie ponúka zvýšené „sluchové“ správanie podobné mačkám


Všeobecne sa predpokladá, že mačky majú najlepšie sluchové schopnosti v celej živočíšnej ríši. Dosah sluchu mačiek môže často prekonať dosah sluchu psov a mačkovité šelmy môžu zvyčajne určiť výšku a tóny oveľa lepšie ako ich ľudské náprotivky - najmä „veľké mačky“. Tím vedcov vytvoril nové načúvacie zariadenie inšpirované mačkami, ktoré môže výrazne zlepšiť to, čo ľudské ucho počuje.

Atómovo tenký „bubon“ má iba desiatky biliónov krát menší objem a 100 000-krát tenší ako ľudský ušný bubienok. Vedci z Case Western Reserve University dúfajú, že jedného dňa tieto zariadenia použijú na vytvorenie ďalšej generácie nízkoenergetických komunikácií s výrazne vylepšeným dosahom.

„Snímanie a komunikácia sú kľúčom k prepojenému svetu,“ uviedol docent elektrotechniky a informatiky Philip Feng. Feng bol zodpovedajúcim autorom článku o práci publikovanej 30. marca v časopiseVedecké pokroky. „V posledných desaťročiach sme boli prepojení s vysoko miniaturizovanými zariadeniami a systémami a sledujeme stále sa zmenšujúce veľkosti týchto zariadení.“

Najväčším bojom pre tím podľa Fenga bolo získanie širšieho rozsahu signálu na neuveriteľne malom zariadení.

„Nakoniec potrebujeme prevodníky, ktoré dokážu spracovať signály bez straty alebo kompromisu informácií tak na„ signálnom strope “(najvyššia úroveň neskresleného signálu), ako aj„ šumovej podlahe “(najnižšia detegovateľná úroveň),“ uviedol Feng.

Ľudský bubienok dokáže zvyčajne zachytiť čokoľvek medzi 60 až 100 dB v rozsahu od 10 Hz do 10 kHz. Keď sa dostane mimo tento rozsah, ľudské uši rýchlo prestanú snímať zvuk. Spoločná domáca mačka však dokáže zachytiť aj vyššie rozsahy.

Aby sa tento efekt duplikoval, bolo potrebné, aby vedci vytvorili „ušné bubienky“ na atómovej úrovni. Na zavesenie atómových vrstiev nad kremíkovú doštičku použili kombináciu nanovlákna a mikromanipulácie. Tím potom vykonal elektrické kontakty so zariadeniami. Aj napriek svojej malej veľkosti rezonátory vykazujú podľa výskumníkov frekvenčnú „laditeľnosť“, čo znamená, že s tónmi je možné manipulovať pretiahnutím membrán bubnovej hlavy elektrostatickými silami. Bolo by to podobné ako s ladením bubna v orchestri, Poznamenal Feng.

„Nielen, že majú prekvapivo veľký dynamický rozsah s tak malým objemom a hmotnosťou, ale sú to aj energeticky účinné a veľmi„ tiché “zariadenia,“ povedal Feng, „veľmi pozorne ich„ počúvame “a veľmi s nimi„ hovoríme “ jemne. “

V tejto chvíli nebol projekt šitý na mieru konkrétnemu zariadeniu alebo použitiu na súčasnom trhu. Tím chcel vyskúšať, ako presne dole môžu minimalizovať technológiu a súčasne zvyšovať kvalitu. Vylepšené prevodníky sa môžu časom vyvinúť viac, ale zatiaľ Feng uviedol, že je spokojný s výrobou jedného z najmenších zvukových zariadení na svete.

„To, čo sme tu vykonali, je ukázať, že niektoré nakoniec miniaturizované, atómovo tenké elektromechanické rezonátory s bubnovou hlavou môžu ponúkať pozoruhodne široký dynamický rozsah až ~ 110 dB pri rádiových frekvenciách (RF) až nad 120 MHz,“ uviedol Feng. „Tieto dynamické rozsahy pri RF sú porovnateľné so širokým dynamickým rozsahom schopnosti ľudského sluchu v audio pásmach.“


Pozri si video: АВТОТОВАРЫ ИЗ КИТАЯ. 50 ПОПУЛЯРНЫХ ТОВАРОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ С АЛИЭКСПРЕСС. КОНКУРС (November 2021).