دیگر برای شنیدن به صدا نیاز ندارید

پژوهشگران موسسه فناوری پکن با ترکیب شاخه‌های نورشناسی و صوت شناسی علم فیزیک یک میکروفون نوری ساخته‌اند که با استفاده از نور، صدا را ثبت می‌کند. این سیستم با ردیابی لرزش‌های بسیار ظریف روی سطوح مانند کاغذ، برگ یا حتی فنجان‌های پلاستیکی، گفتار یا سایر صدا‌ها را بازسازی می‌کند، بدون اینکه به میکروفون سنتی و مرسوم نیاز باشد یا از آن استفاده شود.

صدا بدون شنیدن؛ نور کافی ا‌ست

این روش جدید برخلاف میکروفون‌های نوری پیشین که به تجهیزات گران قیمت مانند دوربین‌های پرسرعت یا لیزر نیاز داشتند، از تصویربرداری تک‌پیکسلی بهره می‌برد؛ روشی ساده‌تر و ارزان‌تر. در این روش، نور به یک جسم تابیده می‌شود و تغییرات شدت بازتاب آن که ناشی از لرزش‌های صوتی هستند، ثبت می‌شود. این تغییرات با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند به صدای قابل شنیدن تبدیل می‌شوند.

به گفته «شو-ری یائو» (Xu-Ri Yao)، سرپرست تیم پژوهش: «روش ما استفاده از نور برای ثبت صدا را ساده‌تر و ارزان‌تر کرده و امکان کاربرد آن را در موقعیت‌هایی که میکروفون‌های مرسوم ناکارآمد هستند، فراهم می‌سازد؛ مانند صحبت کردن از پشت شیشه.» او می‌افزاید: «تا زمانی که راهی برای عبور نور وجود داشته باشد، انتقال صدا ضروری نیست.»

کاربرد گسترده با تجهیزات ساده

این سیستم با قطعات ارزان‌قیمت ساخته شده و در آینده می‌تواند در ساختار گوشی‌های هوشمند، پهپاد‌ها یا تجهیزات نظارتی گنجانده شود. تیم پژوهش موفق به بازسازی صدا از روی سطوحی مانند تکان خوردن برگ در نسیم، ارتعاش کارت کاغذی و لیوان یکبار مصرف یونولیتی در اثر پخش موسیقی از یک بلندگو شده است. یائو می‌گوید: «ترکیب تصویربرداری تک‌پیکسلی با روش‌های مکان‌یابی مبتنی بر فوریه (Fourier)، امکان شناسایی صدا با تجهیزات ساده و کم‌هزینه را فراهم کرد.»

کاربرد‌ها و نگرانی‌های اخلاقی

از آنجا که تنها نیاز به دیدن سطح جسم است، این روش می‌تواند در عملیات امداد و نجات یا ثبت صدا از زیر آوار یا پشت موانع مورد استفاده قرار گیرد؛ اما از سوی دیگر، امکان شنود مکالمات از راه دور بدون تجهیزات فیزیکی نیز مطرح می‌شود.

روش‌های مشابه استراق سمع نوری در گذشته نیز ارائه شده بودند؛ مانند بازیابی گفتار قابل فهم از لرزش کیسه چیپس از سوی محققان موسسه فناوری ماساچوست در سال ۲۰۱۴ یا استخراج صدا از سوی دانشمندان از لامپ‌های برق آویزان؛ اما آنها نیاز به تجهیزات سنگین داشتند. روش جدید تیم پژوهشی پکن می‌تواند این فناوری را در دسترس همگان قرار دهد.

آینده‌ای بدون میکروفون

پژوهشگران این تیم تاکید می‌کنند هدف آنها نه نظارت پنهانی، بلکه توسعه فناوری‌های حسگر است که در جایی که روش‌های معمولی کار نمی‌کنند، موثر واقع شوند. آنها قصد دارند حساسیت و دقت سیستم را افزایش داده و آن را در محیط‌های واقعی آزمایش کنند. همچنین، در حال بررسی کاربرد‌های پزشکی آن مانند نظارت بر حرکات بدنی ظریف از جمله ضربان قلب یا تنفس، بدون لمس بیمار هستند.
این میکروفون نوری، آینده‌ای را ترسیم می‌کند که در آن برای شنیدن، تنها دیدن کافی است.

این گزارش خبر از سایت «اینترستینگ اینجینیرینگ» (Interesting Engineering ) نقل شده است.

همچنین یافته‌های این پژوهش در ژورنال گروه انتشاراتی اپتیکا (Optica Publishing Group) انتشار یافته است که مقالات معتبر در حوزه نورشناسی را منتشر می‌کند.