無需耳機的私密聆聽：「可聽區」技術革新

你是否曾幻想過，在公共場合聆聽喜愛的Podcast或音樂，卻不必擔心打擾周圍的人？現在，這可能不再是夢想。賓州州立大學工程學院聲學教授Yun Jing帶領的研究團隊，開發出一項名為「可聽區」（audible enclaves）的創新技術，讓聲音僅在特定區域內被感知，實現無需耳機的私密聆聽。

這項技術的核心在於利用兩道非線性超音波束的交會點來創造聲音區域。研究團隊透過兩個超音波換能器搭配聲學超表面（acoustic metasurface），發射出彎曲的超音波束，當兩道波束在特定點交會時，該點的人可以聽到聲音，而周圍的人則完全無法察覺。這項技術不僅能在封閉空間（如車內）使用，甚至當人直接站在音源前方時，也能確保聲音僅傳遞給特定物件。

研究團隊在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發表了這項技術的詳細原理。他們解釋，超音波束沿著新月形軌跡傳播，並在交會點產生非線性互動作用，從而生成可聽的聲音。這項技術的關鍵在於聲學超表面，這些由毫米或亞毫米級微結構組成的聲學透鏡，能夠精確控制聲音的傳播方向。

為了測試這項技術，研究團隊使用了一個模擬人頭與軀幹的假人，並在其耳朵內安裝麥克風，以模擬人類在不同位置聽到的聲音。研究結果證實，只有在超音波束的交會點，聲音才會被感知，從而形成所謂的「可聽區」。這項技術在普通房間內也能正常運作，顯示其適用於多種環境，例如教室、車輛，甚至是戶外場所。

研究團隊成員Jia-Xin Jay Zhong表示：「我們基本上創造了一個虛擬耳機。在可聽區內的人可以聽到專屬於他們的聲音，同時保持周圍環境的安靜。」目前，這項技術能將聲音傳遞至目標約一公尺的距離，音量約為60分貝，相當於正常說話的音量。研究團隊認為，若能提高超音波強度，未來可能進一步增加傳遞距離與音量。

這項技術的開發團隊包括Yun Jing、Xiaoxing Xia、Jia-Xin Jay Zhong，以及賓州州立大學聲學研究所的校友Jun Ji和Hyeonu Heo。這項突破性的研究，為未來的音訊技術開闢了全新的可能性，讓私密聆聽不再受限於耳機的束縛。