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2020年7月14日

ku九州最新科学家开发安装于窗户的降噪系统,彷佛为全家戴上降噪耳机

作者 逍遥子

ku九州最新身处城市公寓的人们,不论白天或晚上打开窗户都会听到汽车喇叭、电动钻地机、醉客咆哮、野狗吠叫等各种噪音交织而成的城市交响乐。虽然关闭窗户可降低噪音,ku九州最新却阻碍空气流通。对此,新加坡的研究人员开发出可安装在窗户,并将外面传入声音降低 10 分贝的装置。

此降噪系统是由一科学家团队创建,包括提出基本概念的 Masaharu Nishimura,以及新加坡南洋理工大学(Nanyang Technological University)研究员 Bhan Lam。整个系统彷佛为整间公寓戴上降噪耳机(Noise-Canceling Headphone),让日常生活更宁静舒适。

适用 300~1,000Hz 频率的噪音抑止,兼具通风与降噪效果

「我在新加坡长大,」Lam 博士表示:「这是个充斥各种噪音的小城市,所以我有解决这个问题的先决动力。」结果发表在《自然科研》(Nature Research)期刊。虽然他们开发的原型在现实世界还算不上最实用的装置,但为相关技术发展指明方向,对于缓解嘈杂城市的生活压力有一定程度帮助。

团队借鉴降噪耳机的相同技术原理,透过在窗户安装 24 个小型喇叭,成功将降噪概念扩展落实到整个房间。喇叭会发出与外面噪音相对应的声波,中和抵消(或至少中和一部分噪音)。系统基于声波的频率,目前最佳范围在 300~1,000 赫兹(Hz)。

新加坡这个靠近赤道的城市气温通常很高,重迭交错的交通系统,ku九州最新乃至现代高层公寓大楼对自然通风的渴望,莫不给健康生活带来难题。Lam 博士阐述:「在新加坡这样的地方,我们希望尽可能保持窗户敞开,以减少导致碳密集排放的空调使用,并防止积累形成可能对某些人健康构成风险的污浊不流通空气。」

然而一旦开窗,来自城市交通、火车、头顶飞过飞机和建筑施工设备的持续嘈杂声,会让整栋公寓轰隆作响。所谓的气密窗或隔音窗等「抗噪控制窗」,和完全紧密的窗户没两样,无法抗噪同时兼顾通风需求。

对任何声音而言,想要降低噪音的最佳方法就是从源头把关,例如装在枪口的消音器。因此研究人员将窗户视为噪音来源,毕竟大多数噪音都是透过窗户进入房间。

能发出中和抵消外来噪音的「反制」波,但人声与零星噪音的抑制效果不佳

系统透过安装在窗外的麦克风检测令人讨厌噪声源的重复声波,并由计算机控制器记录。如此便能破解中和抵消噪音所需的合适声波频率,并将声波传到窗内的喇叭数组。

然后,这些喇叭会发出能抵消外头声波的适当「反制」波,然后屋内的人就能得到近乎幸福的宁静。「如果你在房间里,会感觉到彷佛打开降噪耳机的降噪功能」,Lam 博士表示。

此系统最适合衰减各种巨大声响,尤其是最佳频率范围听得到的各类稳定噪声源。不幸的是,人声并不在范围内。所以找到让大楼对面过大交谈声能安静抑止的方法,就是接下来必须面对与克服的障碍ku九州最新。

另一个限制是,零星噪音像是鞭炮、汽车喇叭或商店铁卷门偶尔发出震耳欲聋的撞击声,系统抑止消除的效果不佳,这些噪音迫使许多城市居民关上窗户。频率限制的原因之一在于喇叭大小。要抵消较低频率,就需要使用更大的低音喇叭,如此一来势必会对通风乃至视野造成影响。

总之,这是一个不同取舍的过程,你可以安装更大的窗户,或找到更小喇叭达到抵消较低频率效果的其他方法。事实上,目前系统采用 24 个喇叭(每颗直径约 2 英吋)的方式,的确会形成美学障碍。

Lam 博士不讳言表示:ku九州最新「我们就收到『有点丑』的评价。」但不论如何,如果系统能消除飞机起飞的巨大声响,那么对耳朵来说,抑止后的余音就彷佛轻柔音乐。