Sistema inovador cria "capa de invisibilidade sonora" para ocultar objetos

Pesquisadores do Instituto de Geofísica de Zurique, na Suíça, desenvolveram um novo método que usa a acústica para ocultar objetos. O sistema funciona como uma espécie de “capa de invisibilidade” que camufla as ondas sonoras nos campos acústicos, tornando esses elementos totalmente imperceptíveis.

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Uma maneira de esconder um objeto acusticamente é revestir sua superfície e impedir que ele reflita quaisquer ondas sonoras. No entanto, esse sistema não permite flexibilidade, funcionando apenas dentro de uma faixa de frequência limitada, tornando-o inadequado para muitas aplicações longe dos laboratórios.

Com essa nova abordagem, os cientistas conseguiram aumentar o campo acústico inicial em tempo real, fazendo com que objetos inteiros desaparecessem. Essa técnica também funciona ao contrário, permitindo simular a existência de peças sem que elas estejam fisicamente em determinado local.

“Isso abre possibilidades incríveis de pesquisa que anteriormente eram inacessíveis, além de facilitar o seu uso em aplicações mais práticas, incluindo acústica arquitetônica, estruturas subterrâneas e furtividade”, explica o professor de geofísica aplicada Johan Robertsson, autor principal do estudo.

Ilusão em tempo real

Durante os testes, os pesquisadores colocaram o objeto alvo em um anel externo de microfones — usados como sensores de áudio — e um anel interno de alto-falante, funcionando como fontes de controle. Ao analisar as ondas sonoras captadas pelos microfones, um computador direciona os alto-falantes para ajustar o campo acústico, fazendo com que ele se comporte como se o objeto não estivesse lá.

Para mascarar esse objeto, as fontes de controle emitem um sinal que apaga completamente as ondas sonoras refletidas. Essa técnica permite ocultar a existência de um objeto 2D medindo até 12 centímetros ou simular a presença de um objeto imaginário do mesmo tamanho.

“Com um estudo mais aprofundado, esperamos conseguir dimensionar melhor essa técnica para trabalhar com objetos 3D muito maiores, operando em frequências mais amplas. Atualmente, é possível manipular o campo acústico em uma faixa de frequência de mais de três oitavas e meia”, acrescenta Robertsson.

Frequências

As frequências máximas para camuflagem de objetos em duas dimensões variam de 5.900 Hz a 8.700 Hz. O sistema desenvolvido pelos cientistas aumenta as ondas sonoras transportadas pelo ar, mas a ideia é produzir ilusões acústicas também debaixo d`água, com uso potencial em sensores e sistemas de comunicação.

Os cientistas provaram ainda que essa nova tecnologia pode ser aplicada no estudo mais amplo de estruturas subterrâneas no futuro. Eles usaram ondas de ultrassom controladas, com frequência acima de 100 kHz para determinar as propriedades acústicas de diferentes tipos de minerais.

“Longe do laboratório, estudamos também estruturas subterrâneas com ondas sísmicas em uma frequência de menos de 100 Hz. Nosso novo processo de manipulação de campos acústicos permitirá a criação de sistemas de análise mais precisos, superando a zona morta entre frequências mais altas e mais baixas”, encerra Robertsson.

Fonte: Science Advances