😢 Проблема: ухо человека и других млекопитающих работает иначе, чем обычный микрофон. В живом ухе есть волосковые клетки, которые обнаруживают различные звуковые сигналы в разных частотных диапазонах. Потеря волосковых клеток во внутреннем ухе обычно приводит к потере слуха. В этом случае человеку приходится пользоваться слуховым аппаратом с микрофоном.
Но микрофон обнаруживает все частоты звукового сигнала одновременно. В результате человек со слуховым аппаратом слышит громче абсолютно все звуки, при этом более громкие могут перекрывать более тихие.
😎 Решение: микроэлектромеханический датчик, вдохновлённый ушной улиткой человека. Датчик состоит из двух ключевых компонентов. Первый — это скопление небольших кремниевых кантилеверов — что-то наподобие множества иголок патефона. Кантилеверы выполняют роль искусственных волосковых клеток. Второй компонент — петля обратной связи, которая настраивает свойства каждого кантилевера.
🤔 Как работает: когда кантилеверы обнаруживают звуковые сигналы в окружающей среде, они начинают колебаться или изгибаться под воздействием звука. Это колебание измеряется в виде электронного сигнала. Петля обратной связи меняет то, как каждый кантилевер обрабатывает звук, настраивая его усиление, чувствительность и ширину полосы. Таким образом более тихие звуки усиливаются, а более громкие заглушаются, и все они могут быть различимы человеком.
🤨 И что? Такой датчик можно использовать для создания более эффективных слуховых аппаратов, с которыми люди будут лучше слышать. Но есть и другие применения, например, в умных колонках, которые не всегда различают тихую речь на фоне шума, или в системах безопасности, которые смогут обнаруживать малейшие звуки.
🧑💻 Кто: исследователи Технического университета Ильменау, Кильского университета, Университетского колледжа Корка, Технологического института Карлсруэ и Института цифровых мультимедийных технологий Фраунгофера Ильменау, Германия.
Источники: techxplore.com и nature.com
