"ليست للعيون".. العلماء يصنعون نوعا جديدا من عباءة الإخفاء!

لا تضرب الموجات الصوتية آذاننا دائما بشكل مباشر، حيث يمكنها أيضا أن ترتد عن الأشياء الأخرى وجدران الفضاء الذي نحن فيه.

وطور العلماء تقنية "لإخفاء" تأثير الأشياء على المجالات الصوتية، بحيث لا يبدو أن الموجات الصوتية تضرب أو تنعكس عنها. وتعمل باستخدام حلقة خارجية من الميكروفونات (تستخدم كمستشعرات صوتية) وحلقة داخلية من مكبرات الصوت (تستخدم كمصادر صوتية). ومن خلال تحليل الموجات الصوتية التي تلتقطها الميكروفونات، يوجه الكمبيوتر السماعات لضبط المجال الصوتي على الفور بحيث يتصرف كما لو أن الكائن الذي أخفي لم يكن موجودا أصلا.

ويوضح الباحثون في ورقتهم البحثية: "يفتح هذا اتجاهات بحثية لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقا ويسهل التطبيقات العملية بما في ذلك الصوتيات المعمارية والتعليم والتخفي".

ولا تعد فكرة إخفاء الأشياء صوتيا جديدة في حد ذاتها، فقد جُرّبت أيضا مع ما يُعرف بالمواد الخارقة، المصممة لامتصاص جميع الموجات الصوتية عند وصولها إلى السطح. ومع ذلك، هذا نهج سلبي وغير مرن إلى حد ما يعمل فقط عبر نطاق محدود من الترددات.

ومع هذا النهج الجديد في الوقت الفعلي، هناك الكثير من التنوع في جعل الأشياء تختفي - ويمكن حتى أن تعمل في الاتجاه الآخر أيضا، لجعل الأمر يبدو كما لو أن جسما غير موجود يشغل مساحة في الغرفة (التصوير ثلاثي الأبعاد).

وهناك ما يسمى مصفوفات البوابة القابلة للبرمجة الميدانية (FPGAs) - دوائر متكاملة يمكن ترميزها حسب الطلب - لضمان أن مخرجات مصدر الصوت قادرة على الاستجابة لمخرجات مكبرات الصوت من دون أي تأخير تقريبا على الإطلاق.

وحتى الآن، تمكّن الباحثون من تشغيل نظامهم لكائنات ثنائية الأبعاد يصل حجمها إلى 12 سم (4.7 بوصة). ومع مزيد من الدراسة، يتوقع الفريق أن يكون قادرا على توسيع نطاق التقنيات للعمل مع كائنات ثلاثية الأبعاد يمكن أن يكون حجمها أكبر بكثير. وعلاوة على ذلك، فهي تعمل بالفعل عبر نطاق تردد واسع.

ويقول عالم الجيوفيزياء يوهان روبرتسون، من ETH Zurich في سويسرا: "تتيح لنا منشأتنا معالجة المجال الصوتي على مدى تردد يزيد عن ثلاثة ونصف أوكتافات".

ويمكن استخدام هذه التقنية بشكل جيد في أي مجال يتم فيه تسجيل الموجات الصوتية وتحليلها - والتي تغطي مجموعة كاملة من التطبيقات العلمية، مثل دراسة الهياكل تحت الأرض.

وعلاوة على ذلك، يأمل الباحثون في الحصول على نظام مثل هذا يعمل تحت الماء أيضا، حيث تختلف الصوتيات بشكل كبير. ومرة أخرى، يمكن الاستفادة من أي نوع من عمليات مسح الموجات الصوتية حيث يلزم إخفاء الكائنات الموجودة أو وضع الأشياء الافتراضية.

وهذا البحث الجديد هو دليل آخر على الصبر المذهل للعديد من العلماء أيضا، حيث تم تطوير الأساس الأولي للعباءة الصوتية منذ سنوات عديدة، كما يوضح عالم الجيولوجيا الرياضي أندرو كيرتس، من جامعة إدنبرة في المملكة المتحدة.