Костная проводимость - Bone conduction

Потребительские стереонаушники с костной проводимостью производства Aftershokz. Два датчика расположены немного впереди ушей.

Костная проводимость это проводимость из звук к внутреннее ухо в первую очередь через кости череп, позволяя слушателю воспринимать аудиоконтент, не блокируя слуховой проход. Передача костной проводимости происходит постоянно, поскольку звуковые волны вибрируют кость, особенно кости черепа, хотя среднему человеку трудно различить звук, передаваемый через кость, в отличие от звука, передаваемого через воздух через слуховой проход. Преднамеренная передача звука через кость может использоваться у людей с нормальным слухом - например, с наушниками с костной проводимостью - или в качестве варианта лечения определенных типов нарушений слуха. Кость обычно лучше передает низкочастотные звуки, чем высокочастотные.

Обзор

Схема различных путей распространения звука во внутреннем ухе посредством костной и воздушной проводимости.

Костная проводимость - одна из причин, по которой голос человека звучит по-другому, когда он записывается и воспроизводится. Поскольку череп проводит более низкие частоты лучше, чем воздух, люди воспринимают свои голоса ниже и полнее, чем другие, а запись собственного голоса часто звучит выше, чем можно было бы ожидать.[1][2]

Музыканты могут использовать костную проводимость с помощью камертон при настройке струнных инструментов. После того, как вилка начнет вибрировать, поместите ее в рот со стержнем между задними зубьями, чтобы вы продолжали слышать ноту через костную проводимость, и обе руки свободны для настройки.[3] Людвиг ван Бетховен По слухам, он использовал костную проводимость, потеряв большую часть слуха, помещая один конец стержня в рот, а другой - на обод своего фортепиано.[4]

Также было замечено, что некоторые животные могут воспринимать звук и даже общаться, посылая и принимая вибрацию через кости.[5]

Сравнение чувствительности слуха через костную проводимость и непосредственно через слуховой проход может помочь аудиологам в выявлении патологий слухового прохода. среднее ухо - область между барабанная перепонка (барабанная перепонка) и улитка (внутреннее ухо). Если слух через костную проводимость заметно лучше, чем через слуховой проход (воздушно-костная щель),[6] проблемы с ушным каналом (например, скопление ушной серы), барабанной перепонкой или косточки можно заподозрить.[7]

Слуховые аппараты

Изображение винтажного слухового аппарата Acousticon от компании Dictograph Products, сделанного в США, около 1934 года.

Немного слуховые аппараты использовать костную проводимость, достигая эффекта, эквивалентного слышанию непосредственно через уши. Гарнитура эргономично расположена на виске и щеке, а электромеханический преобразователь, преобразующий электрические сигналы в механические колебания, посылает звук во внутреннее ухо через кости черепа. Точно так же микрофон можно использовать для записи звуков через костную проводимость. Первое описание слухового аппарата с костной проводимостью в 1923 г. Хьюго Гернсбэк "Ософон",[8] который он позже развил в своем «Фонозоне».[9]

После открытия Остеоинтеграция Примерно в 1950 году и примерно в 1965 году его применение в стоматологии было замечено, что имплантированные зубы передают вибрацию в ухо. Как результат, слуховые аппараты с костным креплением были разработаны и имплантированы с 1977 года.

Продукты

Продукты костной проводимости обычно делятся на три группы:

Одним из примеров специализированного коммуникационного продукта является динамик с костной проводимостью, который используется аквалангисты. Устройство имеет резиновую обшивку, пьезоэлектрический изгибающий диск примерно 40 миллиметров (1,6 дюйма) в поперечнике и 6 миллиметров (0,24 дюйма) в толщину. Соединительный кабель впрессован в диск, что обеспечивает прочную и водонепроницаемую сборку. При использовании динамик крепится ремнем к одному из куполообразных костных выступов за ухом, и звук, который может быть удивительно чистым и четким, кажется, исходит изнутри головы пользователя.[10]

Безопасность

Поскольку наушники с костной проводимостью передают звук во внутреннее ухо через кости черепа, пользователи могут прослушивать аудиоконтент, сохраняя ситуационную осведомленность.

Использование в 21 веке

В очки Гугл Устройство использует технологию костной проводимости для передачи информации пользователю через преобразователь который находится рядом с ухом пользователя. Использование костной проводимости означает, что любой голосовой контент, получаемый пользователем Glass, практически не слышен посторонним.[11]

Немецкая телекомпания Sky Deutschland и рекламное агентство BBDO Germany совместно работали над рекламной кампанией с использованием костной проводимости, премьера которой состоялась в Каннах, Франция, на Международном фестивале творчества в июне 2013 года. Рекламная концепция "Talking Window" использует костную проводимость для передачи рекламы публике. пассажиров транспорта, которые прислоняются головами к окнам поезда. Ученые из австралийского Университета Маккуори предположили, что пассажирам, помимо того, что они не касаются окна, необходимо использовать амортизирующее устройство, изготовленное из материала, который не будет передавать вибрацию от окна, чтобы не слышать звук.[12][13]

Ленд Ровер БАР использовала «военную» технологию костной проводимости, разработанную BAE Systems в шлемах для использования в Кубок Америки 2017.[14] Шлемы позволяли экипажам эффективно общаться друг с другом в условиях гонки и в суровых, шумных условиях; сохраняя при этом ситуационную осведомленность, так как их уши открыты.[15]

В марте 2019 г. Национальный Морской Музей, Лондон, британский композитор Холли Хардинг впервые продемонстрировала использование наушников с костной проводимостью в рамках музыкального выступления.[16] Использование этой технологии позволило публике слушать заранее записанную музыкальную композицию на наушниках, в то время как живой оркестр исполнял отдельную, но связанную музыкальную композицию. Этот многослойный эффект означал, что электронные и отредактированные в цифровом виде звуки можно было слышать в сочетании с живой музыкой без использования громкоговорителей впервые, и что источник звуков мог казаться близко, далеко или повсюду. слушатель.

Технология костной проводимости нашла множество других применений в корпоративном мире, в частности, в технологических компаниях, пытающихся создать среду совместной работы в команде. Технология костной проводимости позволяет компьютерным программистам и командам разработчиков работать в командной среде с возможностью общаться и сотрудничать, сохраняя при этом возможность слушать музыку, аудиокниги или присоединяться к телеконференциям.[17]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Чжи Цай; Алан Г. Мэдсен; Дуглас Г. Ричардс; Мартин Л. Ленхардт (2002). «Реакция человеческого черепа на звук, проводимый костью в аудиометрическом и ультразвуковом диапазоне» (PDF). Университет Содружества Вирджинии. Получено 3 июля 2013.
  2. ^ Брент Зупп (2003–2012). "Почему ваш голос звучит по-другому на записи?". Странствия. Брент Зупп. Получено 3 июля 2013.
  3. ^ Дэн Фокс (1996). Научитесь играть на мандолине. Издательство Альфред Мьюзик. ISBN  9780739002865. Получено 3 июля 2015.
  4. ^ Лиам сделал это. «Костная проводимость: как это работает». www.goldendance.co.jp. Получено 2018-11-13.
  5. ^ «Слоны улавливают хорошие вибрации - через ноги: 3/01». news.stanford.edu. Получено 2019-06-29.
  6. ^ Мальтби, Мэриэнн Тейт. (2012). Дополнительный аудиологический словарь (1-е изд.). [Оксфорд]: Издательство Оксфордского университета. ISBN  9780199651467. OCLC  822262757.
  7. ^ «Кондуктивная потеря слуха». Американская ассоциация речи, языка и слуха. Получено 2019-06-29.
  8. ^ США 1521287, Гернсбэк, Хьюго, «Акустический аппарат», опубликовано 19 мая 1923 г., выпущено 30 декабря 1924 г. 
  9. ^ Кеннеди, Т. Р., младший (1958). "От когерера к пространству" (PDF). Радиоэлектроника. Публикации Гернсбака. 29 (4): 45–59. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-05-27. Получено 2010-06-01.
  10. ^ Бэнкс, Линдси. «История костной проводимости». gettysburg.edu. Архивировано из оригинал 15 июля 2018 г.. Получено 11 июля 2015.
  11. ^ Чарльз Артур (2 июля 2013 г.). «Google Glass - практический обзор». Хранитель. Получено 3 июля 2013.
  12. ^ Кэтрин МакМахон; Филипп Накад (12 июля 2013 г.). «Костная проводимость: новый фронт партизанской рекламы». Разговор Австралия. Получено 15 июля 2013.
  13. ^ Лео Келион (3 июля 2013 г.). "Говорящая реклама в окне поезда протестирована Sky Deutschland". Новости BBC. Получено 15 июля 2013.
  14. ^ Гонки, Бен Эйнсли. «Проблема бортовой связи - Land Rover Ben Ainslie Racing». land-rover-bar.americascup.com. Архивировано из оригинал на 2017-09-05. Получено 2018-01-12.
  15. ^ «Наша технология костной проводимости поднимет планку на Бермудские острова | BAE Systems | International». BAE Systems | Международный. Получено 2018-01-12.
  16. ^ «Концерт: Тающий, Переменный, Жидкий мир». Королевские музеи Гринвича | Объект Всемирного наследия ЮНЕСКО в Лондоне. 2019-01-29. Получено 2019-03-21.
  17. ^ Пассанте, Джейсон (4 февраля 2018 г.). «Костная проводимость через историю». Аудио Репутация.