新型聲學超材料設備精準控制聲音方向，可鎖定特定人士傳送
想像一下，你距離某個音源好幾百公尺，但聲音卻沒有因距離遙遠而失真或減弱強度，相反地，清晰的仿佛就在耳邊──這可能就是未來聲學超材料設備能辦到的奇效。
超材料（metamaterial）沒什麼特別之處，它們的本體也不過是普通又常見的材料，如：塑膠、紙張、木材或橡膠等，只是精心設計出內部特殊的幾何結構，而展現出不同於一般材料的超材料特性，科學家對超材料最早的研究為「負折射率超材料」。
而聲學超材料（acoustic metamaterial）屬於相對新穎的領域，約 21 世紀初才陸續出現研究成果；今年早些時候，來自波士頓大學的團隊發表一種新型聲學超材料設備，外型有如甜甜圈，中間留了一個大洞讓空氣得以流通，卻能神奇的阻擋 94% 聲音穿透。
波士頓大學團隊就是先算出擁有精準角度的環形結構，可干擾傳入的聲波並加以反彈，讓聲音「遠離」你的耳朵，在團隊的實驗中，設備有效阻擋了惱人的高音頻噪音。
而現在，來自英國薩塞克斯大學與布里斯托爾大學的科學家，近日於 CHI 2019 會議上展示另一種新的聲學超材料設備「Vari-sound」，有可能在未來改變音樂會、演唱會、劇院等大空間傳遞聲音的方式。
研究團隊在設備中加入了準直儀（collimator），使聲音得以定向傳輸，有如光學系統，這可能有什麼應用？比如超乎想像的「聲學望遠鏡」，從茫茫人海中擇定某人傳送/接收聲音；高度聚焦的聲音也可以從嘈雜背景噪音中脫穎而出，比如應用在戶外廣播系統。
又或者，這種設備在音樂廳可以呈現完美的 360 度環繞音效，確保每個觀眾都擁有最佳聆賞體驗──不管你是花好幾千元坐在上等席、還是只花 1,000 元坐在最後一排。你知道，在大型音樂廳中，只有坐在中間位置的人擁有最佳環繞音效體驗，角落邊緣人可沒這個福利。
當然，最讓人期待且難以置信的應用，就是一副不用塞進你耳朵、但音樂只有你聽得到的耳機，大概和只有你看得見、別人看不見畫面的螢幕防窺片同理。
此外，超材料還有一個好處，就是更便宜、更容易製造，團隊的原型設備雖然簡單，但卻降低了新型音響的設計門檻，聲學超材料未來的相關應用確實令人興奮。
▲ 傳統音響往四面八方傳遞聲音，聲學超材料音響則可以定向傳輸聲音。
（圖片來源：薩塞克斯大學）