Я 1000-receptov.ru

Доп-инфо

Ультразвук который не слышат взрослые

Как протестировать свой слух - Лайфхакер

10 марта 2015 Музыка

Спорить о качестве звука — это здорово и весело. Давайте протестируем собственный слух и узнаем, за какие частоты нужно бороться. Или, может быть, пора гнаться не за качеством звука, а бежать к врачу?

В продолжениe тематики аудио стоит рассказать о человеческом слухе несколько подробнее. Насколько субъективно наше восприятие? Можно ли протестировать свой слух? Сегодня вы узнаете самый простой способ выяснить, полностью ли ваш слух соответствует табличным значениям.

Известно, что среднестатистический человек способен воспринимать органами слуха акустические волны в диапазоне от 16 до 20 000 Гц (в зависимости от источника — 16 000 Гц). Этот диапазон и называется слышимым диапазоном.

Эти цифры приблизительные. Дело в том, что в процессе взросления, а впоследствии и старения органы слуха претерпевают изменения. Результатом этих процессов является не только сокращение слышимого диапазона. Иногда человек может не воспринимать не только пограничные частоты, но и отдельные частоты, находящиеся внутри стандартного воспринимаемого диапазона. Кроме этого, частоты ниже 100 Гц могут восприниматься не слухом, а осязанием или в результате преломления звука в ушном канале. Эти явления могут привести к восприятию звуков, которые не входят в слышимый человеком диапазон.

В социальных сетях и на сайтах, распространяющих различный музыкальный контент, можно встретить специальные тестовые файлы. Изначально они предназначены для тонкой настройки многоканальных акустических систем. Их воспроизводят для поиска конфликтующих частот и последующего отрезания при помощи аппаратных или программных средств, входящих в акустическую систему (кроссоверов и эквалайзеров). Подобные аудиофайлы содержат запись звука на одной частоте или последовательность подобных записей, созданных генератором звуковой частоты.

Отдельные тестовые сборники содержат также дополнительную информацию об исходной амплитуде волны, что позволяет выровнять громкость элементов многоканальной акустики в помещении. Обычно подобные файлы отредактированы специальным образом: дополнительно меняется модуляция сигнала, добавляется шум, варьируется амплитуда. В нашем случае будет достаточно самой простой подборки.

20 Гц	Гул, который только ощущается, но не слышится. Воспроизводится преимущественно топовыми аудиосистемами, так что в случае тишины виновата именно она
30 Гц	Если не слышно, вероятнее всего, снова проблемы воспроизведения
40 Гц	В бюджетных и среднеценовых колонках будет слышно. Но очень тихо
50 Гц	Гул электрического тока. Должно быть слышно
60 Гц	Слышимая (как и все до 100 Гц, скорее осязаемая за счёт переотражения от слухового канала) даже через самые дешёвые наушники и колонки
100 Гц	Конец нижних частот. Начало диапазона прямой слышимости
200 Гц	Средние частоты
500 Гц
1 кГц
2 кГц
5 кГц	Начало диапазона высоких частот
10 кГц	Если эта частота не слышна, вероятны серьёзные проблемы со слухом. Необходима консультация врача
12 кГц	Неспособность слышать эту частоту может говорить о начальной стадии тугоухости
15 кГц	Звук, который не способна слышать часть людей после 60 лет
16 кГц	В отличие от предыдущей, эту частоту не слышат почти все люди после 60 лет
17 кГц	Частота является проблемной для многих уже в среднем возрасте
18 кГц	Проблемы со слышимостью этой частоты — начало возрастных изменений слуха. Теперь ты взрослый. :)
19 кГц	Предельная частота среднестатистического слуха
20 кГц	Эту частоту слышат только дети. Правда

»
Этого теста достаточно для приблизительной оценки, но если вы не слышите звуки выше 15 кГц, то стоит обратиться к врачу.

Обратите внимание, что проблема слышимости низких частот, скорее всего, связана с аудиосистемой.

Чаще всего надпись на коробке в стиле «Воспроизводимый диапазон: 1–25 000 Гц» — это даже не маркетинг, а откровенная ложь со стороны производителя.

К сожалению, компании обязаны сертифицировать не все аудиосистемы, поэтому доказать, что это враньё, практически невозможно. Колонки или наушники, может быть, и воспроизводят граничные частоты… Вопрос в том, как и на какой громкости.

Проблемы со спектром выше 15 кГц — вполне обычное возрастное явление, с которым пользователи, скорее всего, столкнутся. А вот 20 кГц (те самые, за которые так борются аудиофилы) обычно слышат только дети до 8–10 лет.

Достаточно последовательно прослушать все файлы. Для более подробного исследования можно воспроизводить семплы, начиная с минимальной громкости, постепенно увеличивая её. Это позволит получить более корректный результат в том случае, если слух уже немного испорчен (напомним, что для восприятия некоторых частот необходимо превышение определённого порогового значения, которое как бы открывает, помогает слуховому аппарату слышать её).

А вы слышите весь частотный диапазон, который способен сохранять MP3?

о частотном диапазоне, возрасте, виниле и АЧХ тарелок Pink Floyd / Хабр

В комментариях не впервые нарвался на рассуждение о том, что равномерность АЧХ выше 16 кГц — это чуть ли не самый главный параметр для верности воспроизведения. По крайней мере очень и очень значимый. С подобным мнением от людей, которым больше тридцати лет от роду, а иногда и за сорок, мне приходится сталкиваться часто. И, как правило, те же люди утверждают, что частотный диапазон записей на виниле, якобы, выше, чем у CDDA (равно как и верность воспроизведения). Они же совершенно безапелляционно заявляют, что не просто слышат до 20 кГц (а порой и выше), но и приводят спектрограммы, где любимый многими Ник Мейсон (ударные золотого состава Pink Floyd), якобы, извлекает из своих тарелок эти самые 20 + кГц.

Когда людям в комментах пытаешься объяснить, что они упорствуют в заблуждении, начинаются рассказы, что они великие практики, на спектрограмме всё видели, их “мутью теоретической” не обманешь. В силу образования, я знаком с физиологией слуха, а в силу увлечений — с практикой звукозаписи. Под катом постараюсь подробно объяснить, почему рассказы про “20 кГц в тарелках у Pink Floyd”, волшебную широту диапазона виниловых записей и способность слышать 20 кГц после 30 лет, не имеют ничего общего с реальностью.

Стартуем с возможностей слуха и его возрастной потери

Всем известно, что человек способен слышать в диапазоне от 20 Гц (по другим данным, от 16) до 20 кГц (по другим данным, до 21 кГц). При этом многие забывают, что этот диапазон со временем уменьшается, и чем старше становится человек, тем ниже его порог ощеущения высоких частот. Отоларингологи, в частности, сурдологи, считают, что потолок в 8000 Гц является нормой и позволяет человеку нормально жить (я, конечно, уточнил бы, что аудиофилы не смогут, но сурдологи пишут, что 8 кГц хватит). Те же сурдологи нередко оперируют упрощенной возрастной таблицей, где приблизительно описано снижение слуха с возрастом:

до 19000 Гц — младше 20 лет.
до 17000 Гц — младше 24 лет,
до 16000 Гц — младше 30 лет,
до 15000 Гц — младше 40 лет,
до 12000 Гц — младше 50 лет,
до 8000 Гц должны слышать все.

Эти данные достаточно условны. Например, мне 35 лет и я слышу 17500 Гц, а кто-то в моем возрасте с трудом различает 15,5 кГц, а на 16 уже ничего не слышит. В среднем, для большинства людей усредненно пороговым значением считаются 16 кГц. На эту частоту опираются практически все, в том числе и звукооператоры. Но существуют также индивидуальные особенности, такие как собственная АЧХ.

Психоакустические эксперименты демонстрируют, что люди слышат не одинаково, и есть индивидуальные различия в частотном восприятии. Иногда диапазон может ограничиваться частотой в 15 кГц, он не слышит всё, что выше, но способен, например, избирательно услышать звуки с частотой 18,5 кГц. Я не встретил точно объяснения такого феномена, но факт в том, что он описан и существует.

Интенсивность возрастного снижения слуха зависит от целого ряда факторов, и, пожалуй, основным является регулярное воздействие шума, а также громких звуков, травм, воспалений. Деградация слуха в современных условиях в той или иной степени происходит у всех (по крайней мере, если говорить о жителях городов), так как регулярное шумовое воздействие поражает ресничные клетки улитки.

Помимо шумового, воспалительного и травматического поражения А. Саксен и Н. Фианд установили другие распространенные причины естественной возрастной деградации слуха (пресбиакузиса). Выделим две основные. Первая — нарушение кровоснабжения лабиринта улитки в результате ишемии (сужение просвета кровоснабжающих улитку сосудов), нарушению кровообращения может способствовать также изменения реологических свойств крови (в т.ч. тромбоза), атеросклероз и другие сосудистые заболевания.

В результате таких нарушений волосковые клетки улитки (аудиальные рецепторы) испытывают кислородное голодание, функция рецепторов нарушается. Иногда возникает местная гибель клеток — некроз, которая приводит к значительной тугоухости. Но чаще просто нарушается корректная трансформация звуков в электроимпульсные и синаптические процессы нервной ткани, от которых зависит передача информации в центры слуха в коре головного мозга.

Вторая — дегенеративные процессы в нервных клетках, которые сегодня изучены недостаточно для выводов об их механизмах. Известно при этом, что при нейронной дегенерации возникает не только изменение электрических характеристик импульсов, генерируемых при нарушенной работе волосковых клеток (в качестве патологически измененного ответа на звуковую стимуляцию), но и проблемы со скоростью обработки сигналов в центральной нервной системе, которые сегодня считаются основной причиной сужения диапазона.

Также доказано, что эффект возрастного сужения частотного диапазона характерен для всех людей, разница лишь в скорости наступления изменений. Последняя, с высокой вероятностью, обусловлена индивидуально (особенностями нервной ткани, качеством жизни, сторонним негативным влиянием). Между тем, сурдологи и специалисты по психоакустике отмечают снижение верхней границы частотного диапазона у большинства людей в среднем на 1 кГц каждые 8 -10 лет (что вполне соотносится с приблизительными цифрами, приведенными выше).

Т.е. даже если предположить, что кто-то смог в 2 раза снизить скорость этого процесса по сравнению с той, что отмечается в исследованиях, то к 30 годам такой гипотетический человек при всем желании не сможет слышать за пределами 18500 Гц. Тут следует сделать оговорку по поводу феномена избирательной чувствительности к конкретным высоким частотам, который не влияет на картину в целом. При этом всё это время он должен тщательно беречь слух от сильных раздражителей, которые могут способствовать ускорению дегенеративных процессов или как минимум иметь генетическую устойчивость ресничных клеток улитки к пагубным воздействиям…

Для того, чтобы оценить собственный слух, я рекомендую использовать онлайн генератор. Важно также применять наушники (акустику), которые точно способны воспроизводить эти частоты. Некоторые недобросовестные малоизвестные производители бюджетных звуковоспроизводящих устройств порой завышают воспроизводимый диапазон для того, чтобы показать красивые цифры.

Вывод 1: таким образом, стареющие аудиофилы, рассуждающие о недостаточном “воздухе” “у тарелок” в районе 20 кГц и провале на частоте 24 кГц — это картина для юмористического шоу. Ну или предмет интереса для психиатра, слуховые галлюцинации о частотах, которые человек физиологически не способен слышать — это симптом.

Немного о частотах инструментов

В сети достаточно информации о частотах звучания инструментов, включая разнообразные обертоны, призвуки и прочие нюансы. Учебники для звукоинженеров также изобилуют такой информацией. Что интересно, нигде, кроме пары филофонистских форумов нет разного взгляда на частоты звучания и обертонов инструментов (разница в оценках обертонов не превышают 1 кГц).

Один из аргументов аудиофилов в пользу необходимости воспроизведения 20+ кГц часто звучит так: “Диапазон обертонов тарелок (хайхет, крэш, райд, чина и т.д.) заканчивается за пределами 20 кГц”. Действительность разительно отличается от этого представления, так, все без исключения источники, описывающие эквализацию и диапазон ударных инструментов (кроме 2-х аудиофильских форумов рунета), дают следующую информацию (я брал максимальные из найденных значений):

диапазон стандартных тарелок, как правило, не определяется, в зависимости от типа звукоизвлечения и размера тарелки стандартного комплекта (хэт, крэш, райд, чина) способны звучать в диапазоне от 300 — 10 000 Гц, «воздух» до 15000 Гц.
Эквализация оркестровых тарелок имеет более точные значения:
Диапазон также определять не принято
Раструб оркестровой тарелки 220 Гц (с обертонами до 3,5 кГц)
Ясность 7,5 кГц
Воздух 10 кГц -13 кГц

Все редкие перкуссионные тарелки и нестандартные тарелки также не выходят за пределы этих значений. Кроме “знатоков” с аудиофильских форумов нет упоминаний о том, что тарелки могут давать «воздух», а тем более обертона выше 15 кГц.

Ради справедливости, следует отметить, что существуют инструменты, которые способны давать обертоны выше 16 кГц, это:

скрипка пикколо обертоны до 18000 Гц
флейта пикколо обертоны до 17000 Гц
человеческий голос (Колоратурное сопрано) обертоны до 16500 Гц

Приведены максимальные значения, найденные в авторитетной литературе. У Алдошиной в “Основах психоакустики”, материалах www.otsema.ru, zwook.ru и других, практически везде указаны частоты ниже, но я беру возможный максимум. По крайней мере именно такие и близкие значения фигурируют в литературе.

Дополнено: специалисты по саунд дизайну, между тем, экспериментально определяют наличие частот до 30 кГц в спектре тарелок, записанных в хайрез форматах.

Вывод 2:“Тарелочки легко выше 20к улетают” — не улетают, как минимум на записях, так как эквализация записанных ударных производится в соответствии с указанными выше значениями.

Немного про винил

Подробно останавливаться на том, почему грамзапись не имеет шансов в соревновании даже с mp3 320 kb/s по верности воспроизведения, при сравнении объективных параметров — не стану. Могу лишь напомнить о детонации, убогом динамическом диапазоне, ограничении по записи низких частот, а также о записи оных в моно, причем и в той области, в которой уже можно локализовать источник НЧ, а также о пределе грамзаписи по соотношению сигнал/шум.

Вопрос исключительно о частотном диапазоне записей на виниловых дисках. Если речь идёт о старых грампластинках, выпущенных во времена расцвета индустрии (60-е, 70-е, 80-е) то в них, на уровне мастеринга частота ограничена максимум 20 кГц, иногда 16 кГц. В любом случае RIAA-стандарт частоты за пределами 20 кГц в записи не предполагает (до 1978-го стандарт гарантировал 15 000 Гц). ”Откуда же тогда на спектрограммах виниловых хайрез-рипов, улетающие в дали пики под 100 и 200 кГц?”, спросят пытливые аудиофилы.

И начнут ссылаться на волшебные тарелки, сверху ощущения высоких частот и золотые уши, способные определить «воздух» на частотах за пределами, определенными недалекими физиками и сурдологами.

Ответ на этот вопрос очень прост. Это ничто иное, как гармонические искажения, появившиеся при оцифровке винила. В силу “хайрезности” формата, искажения остались в том спектре частот, на которых это самый хайрез рассчитан. В первоначальном произведении этих ультразвуковых составляющих просто не было, как минимум потому, что мастер-лента, с которой записывали винил, имеет ограничения по частоте.

Мифология сверхвысокого диапазона записей на пластинках перекликается с данными о том, что на винил можно записать ультразвук с частотой до 100 кГц. Это действительно так, например, квадрозаписи конца 70-х делали, записывая при помощи модуляции сигнала на частотах выше 40 кГц. Именно для этого, а не для неведомых пространственных эффектов повышался частотный диапазон картриджей и использовались иглы с заточкой шибата.

Вывод 3: Верхняя граница частотного диапазона записей на виниле до 70-х годов (до появления стандарта RIAA-78) редко находится выше 15 кГц, для 1970-х — 80-х в лучшем случае достигает 20 кГц, при первых прослушиваниях.

В сухом остатке

Условный потолок, который способен слышать человек, несколько выше реального плюс-минус на 3-4 кГц. Тридцати — сорокалетние люди утверждающие, что способны слышать 20 кГц, вероятнее всего лгут или заблуждаются(допускаю крайне маловероятный казуистический единичный случай). Обертоны выше порога 15, 5 — 16 кГц имеют только 3 инструмента (скрипка-пикколо, флейта-пикколо, человеческий голос — колоратурное сопрано, нет зафиксированного случая, чтобы обертоны этих инструментов (звуков) достигали отметки в 20 кГц (потолок 18 кГц у скрипки-пикколо). Пластинки, выпущенные с 1952-го до 1978-го года не гарантируют частотный диапазон 20 кГц, в них стандартом определен потолок в 15 кГц. Именно к этому периоду относятся т. н. эталонные альбомы Pink Floyd, про которые так любят рассуждать аудиофилы.

В увеличении воспроизводимого частотного диапазона за пределы слышимого частотного спектра в акустических системах и наушниках действительно есть технический смысл. Но это не попытка передать “метафизические особенности музыки” неведомым науке способом, а известный способ улучшить переходную характеристику, которая не настолько очевидна как АЧХ, но сильно влияет на верность воспроизведения. Именно по этой причине многие студийные мониторы и дорогие hi-fi колонки имеют заявленную верхнюю границу частотного диапазона значительно выше, чем условно слышимые 20 кГц.

Прошу поделиться в комментариях, а какой у вас порог высокочастотного восприятия. Напомню, что генератор можно найти здесь. onlinetonegenerator.com

Использованы фото:
rmmedia.ru

рекламный дисклеймер:
У нас в каталоге можно приобрести множество разнообразной электроники: наушники, акустические системы, усилители, саундбары и др. В том числе устройства обладающие расширенным частотным диапазоном.

Ультразвуковые волны невидимо беспокоят людей во всем мире

Живая наука поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

(Изображение предоставлено Shutterstock)

Нас окружают ужасные звуки, которые может слышать только небольшая группа людей. Они почти всегда исходят от машин — иногда намеренно, а иногда случайно. Они достаточно громкие, чтобы раздражать и вызывать головную боль у людей, чувствительных к ним, хотя кажется, что обычно они недостаточно громкие, чтобы вызвать постоянные проблемы со здоровьем. И у ученых нет четкого представления о том, насколько распространены эти звуки или какой ущерб они наносят обществу.

Это результат более чем десятилетнего исследования Тимоти Лейтоном, профессором акустики Саутгемптонского университета в Англии, класса звуков, называемых "ультразвук" или "ультразвук". О своей работе он рассказал на 175-м собрании Акустического общества Америки (ASA) вчера (9 мая).

Ультразвук не имеет четкого определения, сказал Лейтон в интервью Live Science перед своим выступлением. Теоретически, сказал он, это слишком высокие звуки, чтобы их могли услышать люди. Но на практике это звуки, находящиеся на грани слышимости у младенцев, молодых людей, некоторых взрослых женщин и других групп с особенно острым слухом. По словам Лейтона, для этих людей ультразвук представляет собой растущую проблему, которая недостаточно изучена или понята. [Инфографика: самые громкие животные]

«Ко мне подходило несколько человек, и они говорили: «Мне плохо в некоторых зданиях», — сказал Лейтон Live Science. «Больше никто этого не слышит, а я был у своего врача и проверял слух. И все говорят, что это у меня в голове, я выдумываю».

Часть проблемы, по словам Лейтона, заключается в том, что очень немногие исследователи изучают этот вопрос.

«Я думаю, вам повезет, если вы найдете хотя бы шесть человек по всему миру, работающих над этим», — сказал Лейтон. «И именно поэтому, я думаю, многие страдальцы оказались у моей двери».

Это не означает, что работа Лейтона находится вне научного мейнстрима; он был одним из двух сопредседателей приглашенного заседания по высокочастотному звуку на собрании ASA и получил медаль Клиффорда Патерсона Королевского общества за отдельные исследования в области подводной акустики. Но большинство исследователей-акустиков просто не изучают высокочастотный звук в пространстве человека; Когда Live Science обратилась к ряду экспертов по акустике за пределами ближайшего круга коллег Лейтона, чтобы прокомментировать эту статью, подавляющее большинство ответило, что у них нет знаний, чтобы комментировать.

Звуки, которые он не мог слышать

Лейтон начал свою раннюю работу над ультразвуковыми волнами, посещая здания, где люди сообщали о наличии симптомов. Хотя он не мог слышать звуки, он записывал их с помощью своих микрофонов и постоянно находил ультразвуковые частоты.

«В этих местах может быть 3 [миллиона] или 4 миллиона человек в год», — сказал он. «Поэтому до меня дошло, что мы помещаем ультразвук в общественные места, где будет затронуто меньшинство, но большое количество людей».

И эффекты не тривиальные.

«Если вы находитесь в зоне [ультразвукового звука] и относитесь к числу чувствительных людей, у вас будут головные боли, тошнота, шум в ушах [звон в ушах] и [различные другие симптомы]», — Лейтон. сказал. «И как только воздействие прекращается, вы выздоравливаете. Примерно через час вам становится лучше».

Болезнь в ответ на воздействие ультразвука может показаться жуткой на грани суеверия или шарлатанской теории, и исследователи не совсем понимают, почему это происходит. Но это подтверждается многолетними последовательными экспериментами ряда разных исследователей.

Тем не менее, Лейтон — один из немногих экспертов в этой области, и он понятия не имеет, сколько людей подвергается воздействию ультразвука или насколько серьезны последствия в масштабах населения.

Самое известное предположительно ультразвуковое событие произошло, когда американские дипломаты на Кубе страдали от странного сочетания симптомов, которые официальные лица первоначально приписывали использованию какого-то ультразвукового оружия. И хотя заявление не выдержало тщательной проверки, возможно, оно было не совсем безумным; наиболее серьезные симптомы воздействия ультразвуковых волн действительно включают головные боли, шум в ушах и потерю слуха, подобные тем, с которыми американские дипломаты столкнулись на Кубе. (Лейтон, как и большинство ученых, скептически относится к тому, что в этом событии действительно участвовало ультразвуковое оружие.)

На самом деле, сказал Лейтон, причина, по которой ультразвук представляет собой проблему, не в том, что в странных, экстремальных случаях они могут подвергнуть крошечную часть населения мозгу или необратимому повреждению слуха. Скорее, ультразвук, вероятно, подвергает большую, молодую и уязвимую часть населения дискомфорту, раздражению и стигматизации слуха, который другие не могут слышать. И всего этого можно было легко избежать.

Но почему не все могут слышать эти звуки?

Еще в конце 1960-х и начале 1970-х годов исследователи впервые систематически изучали, какие звуки могут вызывать проблемы на рабочем месте, но при этом они были достаточно высокими, чтобы не создавать проблем в ограниченных, малых дозах. На основе этих исследований правительства всего мира пришли к общему правилу использования ультразвука на рабочем месте: 20 кГц при средней громкости или 20 000 полуколебаний в секунду.

Это очень высокий звук — намного выше, чем может услышать большинство взрослых. В приведенном ниже видео тон медленно поднимается от сверхнизкого тона в 20 герц до 20 килогерц в 1000 раз выше. Мне 26 лет, и я ничего не слышу, когда тон становится выше 16 кГц. (Но я не могу сказать наверняка, что это не результат того, что мои наушники работают на пределе, а не мой слух.)

Но это не слишком высоко, чтобы все люди могли слышать. Практически каждый человек с возрастом теряет слух в верхней части спектра. (Любой, кто учился в старшей школе в конце 2000-х годов, вероятно, помнит надоедливую "комариную" мелодию звонка , которую могли слышать подростки, но учителя, как правило, не могли.) И мужчины, как правило, теряют слух в этих диапазонах раньше, чем женщины, согласно большинству исследований потеря слуха.

Проблема с этими исследованиями 1970-х годов, по словам Лейтона, заключается в том, что они проводились в основном на взрослых мужчинах, многие из которых работали на громких работах и, вероятно, имели довольно слабый слух. Но правительства во всем мире основывают правила, связанные с ультразвуком, на этих исследованиях, сказал Лейтон. И эти правила, предназначенные для шумных рабочих мест, стали доминировать в общественных местах в развитых странах, где люди, восприимчивые к ультразвуковым волнам, могут непреднамеренно подвергаться воздействию.

«Если в классе возникают такие звуки, учитель может ничего не услышать и подумать, что дети плохо себя ведут», — сказал Лейтон. «Но дети могут услышать пронзительное нытье и поэтому будут обеспокоены этим».

«Или, — добавил он, — бабушка с ребенком на руках может зайти в общественное место, где много ультразвука, и ребенок будет возмущен, а бабушка совершенно не поймет, что происходит». на."

По словам Лейтона, не так уж много исследователей изучают окружающий ультразвук, поэтому данные о том, где именно проявляется ультразвук, ограничены. Пока, по его словам, его краудсорсинговые эксперименты только что смогли нанести на карту ультразвук в центре Лондона, но они уже дали некоторые подсказки относительно того, где можно найти ультразвук.

Объекты, начиная от железнодорожных вокзалов и заканчивая спортивными стадионами и ресторанами, по-видимому, бессознательно передавали ультразвук через системы громкой связи, через определенные дверные датчики или через устройства, предназначенные для отпугивания грызунов, сказал Лейтон.

Нет единого виновника ультразвуковых волн, сказал Лейтон. Некоторые машины делают их совершенно непреднамеренно. Некоторые громкоговорители воспроизводят их во время тестовых циклов. И Лейтон сказал, что нашел производителей такого рода устройств, которые заинтересованы в его исследованиях и исправлении их ультразвуковых проблем. Однако другие отрасли, например производители устройств, предназначенных для защиты дворов и подвалов от вредителей, более устойчивы.

Следующим шагом для людей, которые обеспокоены ультразвуком, сказал Лейтон, является сбор большего количества данных.

Сейчас трудно исследовать ультразвук по той простой причине, что большинство людей его не слышит, поэтому большинство людей не осознают, что этот вопрос стоит изучать. По словам Лейтона, трудно провести исследование того, представляют ли они какую-либо конкретную опасность.

«Мы действительно не можем [испытывать обычные ультразвуковые аппараты] на молодых людях и причинять им вред. Я имею в виду, что это просто неэтично», — сказал он. «И это вызывает тревогу, потому что вы можете пойти в хозяйственный магазин и за 50 долларов купить отпугиватель вредителей, который подвергнет ребенка вашего соседа воздействию гораздо более высоких уровней. И мне никогда не разрешается подвергать кого-либо этому в лаборатории и проверить их. Это ирония судьбы ".

Но, сказал Лейтон, интерес растет.

Недавно Лейтон объявил о приеме статей по ультразвуку и получил около 30 рукописей, около 20 из которых стоило опубликовать. Вполне вероятно, предположил он, что в ближайшие годы исследователи поймут волны и их воздействие на население гораздо лучше, чем сейчас.

Первоначально опубликовано на Live Science .

Рафи присоединился к Live Science в 2017 году. Он имеет степень бакалавра журналистики Школы журналистики Медилла Северо-Западного университета. Вы можете найти его прошлые научные репортажи на Inverse, Business Insider и Popular Science, а его прошлые фотожурналистские работы — на Flash9.0 и на страницах The Courier Post в южном Нью-Джерси.

Можно ли использовать звук как оружие?

Что случилось с людьми внутри этого здания, посольства США в Гаване? Предоставлено: Государственный департамент США.

Примечание редактора: правительственные и академические следователи продолжают расследовать сообщения с Кубы о том, что, начиная с 2016 года и продолжаясь до 2017 года, американские и канадские дипломаты и туристы могли подвергаться воздействию «звукового оружия», которое повреждало их слух, вызывало тошноту, проблемы с речью. и, возможно, даже легкие травмы головного мозга.

Профессора электротехники и компьютерных наук Вэньюань Сюй из Чжэцзянского университета и Кевин Фу из Мичиганского университета объясняют свои исследования, которые предполагают более вероятный сценарий небрежного проектирования, и какие ультразвуковые частоты (которые можно использовать для передачи информации, собранной путем прослушивания устройства), путешествуя по воздуху, может — и не может — делать.

1. Чем полезен ультразвук?

Наиболее широко известное применение ультразвука – высокочастотных звуковых волн, которые не слышит человеческий слух – это медицинское устройство, используемое для исследования плода во время беременности. Но есть много других применений.

Во многих офисах есть датчики присутствия, которые используют ультразвук для обнаружения движения и включают свет, когда кто-то находится в помещении, и выключают, когда вокруг никого нет. Эти датчики работают на таких частотах, как 32 кГц, что намного выше того, что может слышать человеческое ухо, то есть в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.

В других продуктах используется ультразвук для подачи целенаправленного звука, например, позволяя музею воспроизводить запись для посетителей в одной части выставки, не мешая другим, находящимся поблизости. Электронные репелленты используют ультразвук для защиты от грызунов и насекомых.

Мичиган, доктор философии. Студент Коннор Болтон с разочарованием обнаруживает, что ультразвуковой шум от датчика присутствия в комнате, установленного на потолке, помешал проведению годичных экспериментов со звуком. Предоставлено: Коннор Болтон, CC BY-ND

Аналогичное изделие можно использовать даже для разгона подростков; старение имеет тенденцию снижать способность людей слышать звуки высокой частоты, поэтому создатель шума может раздражать молодых людей, даже если взрослые этого не замечают. (Это также позволило подросткам создавать рингтоны для смартфонов, которые их старшие не слышат.)

2. Что может пойти не так при УЗИ?

Ультразвук по воздуху не является плохим по своей природе. Но что-то может пойти не так. Бывший коллега Кевина слышал странные звуки из своего слухового аппарата, когда находился в комнатах с датчиками присутствия, вероятно, из-за того, что электроника слухового аппарата неправильно преобразовывала ультразвук в слышимые шумы. Эти звуки раздражали, но не вредили. Похожая проблема была отмечена в исследовании одного из наших студентов, проведенном в комнате, в которой, без его ведома, в потолке был установлен ультразвуковой датчик присутствия.

И ультразвук, и звуки, слышимые человеком, также могут воздействовать на электронику. Например, один из нас провел исследование, в ходе которого тщательно обработанные ультразвуковые сигналы тайно активировали системы голосового управления, даже разблокировали iPhone с помощью беззвучной команды «Привет, Siri» и приказали ему позвонить по FaceTime.

Звук также может воздействовать на физический мир, например, когда певец разбивает бокал с вином. Микроэлектрические микросхемы механических датчиков, такие как акселерометры, используемые в автомобильных подушках безопасности и смартфонах, и гироскопы в дронах, чувствительны к таким же помехам. Эти системы можно атаковать звуком, разбить дрон в полете или обмануть смартфон относительно того, движется ли он.

Создание слышимых звуков из неслышимых ультразвуков.

3. Должны ли люди беспокоиться о том, что ультразвук причиняет телесные повреждения?

Общеизвестно, что слишком громкие звуки могут повредить уши и слух человека. Однако мало доказательств того, что ультразвук причиняет телесные повреждения без длительного прямого физического контакта с высокой интенсивностью. Если вы случайно подверглись воздействию чрезвычайно интенсивного ультразвука (например, когда держите в руках аппарат для ультразвуковой дуговой сварки), вы можете испытать раздражение, например, головную боль или временную потерю равновесия.

Ученые расходятся во мнениях относительно безопасных уровней ультразвука в воздухе. Управление по охране труда и здоровья США предупреждает о потенциальных рисках для здоровья от слышимых субгармонических побочных продуктов ультразвука, в большей степени, чем от самого ультразвука.

Многие животные могут слышать более высокие частоты, чем люди. Например, собаки могут слышать более высокие свистки. Один из наших студентов заметил, что его любимые черепашки начинают ритмично танцевать, когда он проводит эксперименты с ультразвуком!

Запись звука, который услышали сотрудники посольства США в Гаване.

4. Что могло произойти на Кубе?

В начале 2017 года американские дипломаты на Кубе сообщили, что слышат странные металлические звуки, а также страдают от потери слуха и других неврологических нарушений. Более поздние сообщения о подобных эффектах поступили от канадских дипломатов и туристов из Канады и США. Возможные объяснения были разными: некоторые утверждали, что Куба использовала неизвестное звуковое оружие, в то время как другие обвиняли в «массовой истерии».

Наше исследование предлагает новое объяснение, ранее не рассматривавшееся другими: истинной причиной могло быть оборудование, пытающееся прослушивать разговоры дипломатов и посетителей.

Мы смогли использовать ультразвуковые тоны для создания звуков, подобных тем, которые были описаны и записаны на Кубе. Ни один ультразвуковой тон не может этого сделать, но, как и в случае с музыкальными комбинированными тонами, комбинирование более чем одного может создавать слышимые побочные звуки, в том числе случайно.

Кроме того, мы создали экспериментальное устройство для подслушивания, которое будет записывать слышимые разговоры и передавать записи ближайшей группе наблюдения по неслышной ультразвуковой связи. Когда мы разместили в этом районе второе неслышимое ультразвуковое устройство, мы смогли создать интерференцию — технически называемую «интермодуляционными искажениями» — между двумя сигналами, которые издавали звуки, похожие на те, что были записаны на Кубе. Мы даже смогли контролировать громкость слышимых звуков, изменяя силу ультразвуковых сигналов.

Без дополнительных доказательств наше исследование не определяет, что на самом деле произошло на Кубе, но дает правдоподобное объяснение того, что могло произойти, даже если бы подслушиватели не пытались причинить вред людям.