Wojna na dźwięk

Historia pełna jest rywalizujących wynalazców, którzy walczą ze sobą o wprowadzenie na rynek przełomowych kreacji: Howe i Singer o maszynę do szycia, Bell i Gray przez telefon, Edison i Swan o żarówkę. W wielu przypadkach zwycięzca stał się znanym nazwiskiem i kapitanem przemysłu, podczas gdy przegrany został w zasadzie zapomniany.

Teraz, zgodnie z tą samą tradycją, dwóch wynalazców zgłasza roszczenia do nowej technologii audio, która według klientów korporacyjnych będzie miała ogromny rynek w ciągu najbliższych pięciu lat. Znany jako dźwięk kierunkowy, wykorzystuje emiter ultradźwięków do wystrzeliwania laserowej wiązki słyszalnego dźwięku tak skupionej, że słyszą ją tylko ludzie znajdujący się w wąskiej ścieżce. To fenomenalne, mówi Simon Beesley, menedżer ds. marketingu audio w europejskim oddziale biznesowym Sony. Do tej pory Sony sprzedało zaledwie kilka kierunkowych systemów dźwiękowych do specjalistycznych instalacji w sklepach i innych lokalizacjach, ale ostatecznie, mówi Beesley, bez wątpienia będzie to produkt wart miliardy dolarów.

Ta historia była częścią naszego wydania z maja 2004 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Ale kto odbierze tę miliardową nagrodę? Elwood Woody Norris z Poway, American Technology Corporation (ATC) z siedzibą w Kalifornii i F. Joseph Pompei z Watertown, MA's Holosonic Research Labs, wykorzystali tę samą naukową zasadę do stworzenia konkurencyjnych kierunkowych systemów dźwiękowych i każdy z nich nalega na swoją wersję zmieni akustykę. Zarówno Norris, jak i Pompei wyobrażają sobie czteroosobową rodzinę siedzącą w samochodzie, cieszącą się jednocześnie czterema różnymi utworami muzycznymi lub audycjami radiowymi — bez słuchawek. Widzą także uliczne billboardy lub ekspozycje w sklepach, które przemawiają tylko do jednego przechodzącego konsumenta na raz, lub zatłoczone targi, na których kakofonia tysięcy pokazów produktów jest zastępowana przez tysiące skupionych wiązek dźwięków ograniczonych do ich własnych eksponaty. Zamiast używać megafonu, policjant mógłby kontrolować tłumy, kierując swój głos tylko na osobę, która przeszkadza. Ostatecznym celem, jak twierdzą obaj wynalazcy, jest zastąpienie dużej liczby milionów sprzedawanych każdego roku głośników przeznaczonych do rozrywki domowej i systemów komputerowych na kierunkowe urządzenia dźwiękowe.

Mogą mieć wspólną wizję, ale ci pojedynkujący się wynalazcy nie mogliby być bardziej różni. Woody Norris to 65-letni indywidualista z Zachodniego Wybrzeża bez dyplomu ukończenia studiów, który większość formalnej edukacji zdobył podczas pracy jako technik radarowy w amerykańskich siłach powietrznych ponad 40 lat temu. Posiadacz niegdyś cennego, ale dawno wygasłego patentu na diagnostyczne USG, wynalazca samouk dorobił się fortuny, którą szacuje, na dziesiątki milionów dolarów, wynajdując urządzenia audio, w tym radio FM wielkości aparatu słuchowego , linia dyktafonów z pamięcią flash i samochodowych systemów audio oraz kilka modeli zestawów słuchawkowych do telefonów komórkowych. Pracował nad tym, co nazywa dźwiękiem hipersonicznym, przez większą część ostatniej dekady i twierdzi, że zainwestował 40 milionów dolarów w jego rozwój. Ma intuicyjne zrozumienie fizyki i elektroniki, mówi Curt Edgar, starszy menedżer ds. zaawansowanych technologii w DaimlerChrysler, który spotkał się z Norrisem na pokazach. Ma też niesamowitą wytrwałość.

Dla kontrastu, Joe Pompei to 30-letni przedsiębiorca ze Wschodniego Wybrzeża z imponującymi referencjami edukacyjnymi, ale z niewielkimi osiągnięciami jako wynalazca: jego system Audio Spotlight jest jego pierwszym dużym wynalazkiem. W szkole średniej i podczas przerw w college'u, pracując w niepełnym wymiarze godzin dla Bose, firmy Framingham, MA, producenta głośników, Pompei zwrócił uwagę na ograniczenia tradycyjnych głośników. Ale, jak mówi, dyrektorzy Bose nie byli zainteresowani słuchaniem o przyszłości dźwięku od 20-latka. Po otrzymaniu dyplomu inżyniera elektrycznego w Rensselaer Polytechnic Institute, uzyskał tytuł magistra psychoakustyki na Northwestern University. Mówi, że to właśnie tam, w połowie lat 90., wpadł na pomysł wykorzystania cichych ultradźwięków jako sposobu wytwarzania słyszalnego dźwięku. Byłem uważany za szalonego naukowca, wspomina Pompei.

Po raz pierwszy zademonstrował podstawową zasadę w MIT Media Laboratory. Kończąc doktorat na MIT w 2002 r., Pompei uruchomił Holosonic, zaopatrując firmę w zaledwie kilka tysięcy dolarów z własnych stypendiów badawczych. System Pompejów naprawdę zachowuje się jak reflektor – mówi David Rabkin, wiceprezes ds. technologii w bostońskim Muzeum Nauki, które wykorzystuje ten system na wystawie. Kierujesz promień na jedną osobę i oświetlasz ją dźwiękiem. Ale kiedy wyjdziesz poza belkę, dźwięk szybko cichnie.

Technologie i wizje wynalazców są uderzająco podobne. Jest więc prawdopodobne, że różnice w ich osobowościach, pochodzeniu i taktyce biznesowej będą kluczowymi czynnikami decydującymi o tym, kto jako pierwszy pokona przeszkody – w tym wysokie koszty, brak standardów masowej produkcji i problemy z wydajnością – które stoją między nimi a lukratywne rynki, które obaj sobie widzą. Który z nich zwycięży, jeśli którykolwiek z nich, powie wiele o względnej wartości wykształcenia i doświadczenia, młodości i mądrości – a być może szczęścia i wyczucia czasu – w zapewnieniu wynalazcy miejsca w historii.

Słyszenie rzeczy

Jedną rzeczą wspólną Pompei i Norrisa jest to, że każdy z nich szybko dowiedział się, że w pogoni za dźwiękiem kierunkowym podąża ścieżką, którą wcześniej przeszli inni. Norris mówi, że po raz pierwszy wpadł na pomysł tego, co stało się jego systemem Hypersonic Sound pod koniec lat siedemdziesiątych. Niedawno zebrał pieniądze, sprzedając akcje jednego ze swoich start-upów i, zapełniony gotówką, z niecierpliwością szukał swojej następnej wielkiej rzeczy. Byłem ignorantem i wystarczająco naiwnym, by sądzić, że jestem pierwszą osobą, która o tym pomyślała, mówi. Ale kiedy badał stare patenty i publikacje, nazwiska wyszły z muru. Ludzie próbują tego od pięćdziesięciu lat. Własne badania Pompei ujawniły, że główne japońskie korporacje przyjrzały się tej koncepcji na początku lat 80., ale porzuciły swoje poszukiwania, podejrzewając, że technika będzie wytwarzać zniekształcony dźwięk lub wymagać zbyt dużej mocy, aby była użyteczna.

Zarówno Norris, jak i Pompei uważają, że rozwiązali większość problemów, które nękały ich poprzedników. Każdy z ich systemów zawiera procesor sygnału, wzmacniacz i urządzenie przypominające płytkę, które wystrzeliwuje wiązki ultradźwięków. W swoim podmiejskim laboratorium w San Diego, Norris podłącza swój nadajnik Hypersonic Sound do zwykłego przenośnego odtwarzacza CD, aby zademonstrować go na parkingu. Gdy kieruje urządzenie na gościa stojącego w odległości około 20 metrów, zwiedzający jest w stanie wyraźnie usłyszeć dźwięki, od wodospadu po muzykę jazzową. Ale kiedy Norris kieruje emiter w lewo lub w prawo lub w górę, gość w ogóle nie słyszy dźwięku. Wewnątrz sali konferencyjnej laboratorium Norris kieruje emiter na ściany, odbijając wiązki dźwiękowe tak, że wydają się pochodzić z miejsc na ścianie, a nie z samego urządzenia.

Łatwo zrozumieć, dlaczego dźwięk kierunkowy jest fajny, ale zrozumienie, jak to działa, jest o wiele trudniejsze. Tradycyjne głośniki generują słyszalne fale dźwiękowe, które rozchodzą się we wszystkich kierunkach jak fale od kamyka wrzuconego do stawu. Urządzenia Norrisa i Pompei generują zamiast tego wąskie, podobne do lasera wiązki fal ultradźwiękowych, których częstotliwość przekracza 20 000 herców, czyli górną granicę tego, co ludzkie ucho może wykryć. Zarówno słyszalne fale dźwiękowe z tradycyjnych głośników, jak i fale ultradźwiękowe z kierunkowego systemu dźwiękowego ulegają zniekształceniu podczas przemieszczania się w powietrzu; w tradycyjnym systemie dźwiękowym zniekształcenie nieznacznie degraduje dźwięk, który słuchacz ostatecznie słyszy. Ale w kierunkowym systemie dźwiękowym zniekształcenie jest w rzeczywistości mechanizmem, który generuje słyszalny dźwięk, rozbijając fale ultradźwiękowe na słyszalne fale dźwiękowe o niższej częstotliwości wzdłuż prostej, wąskiej ścieżki.

Zwiększanie głośności

Z drugiej strony ścieżki dwóch wynalazców zbiegają się na polu bitwy rynkowej, na której klienci korporacyjni będą zdobywani i gubieni. Starcie jest już zacięte. Na przykład Pompei mówi, że jest to jedyny kierunkowy system dźwiękowy, który został wbudowany w pojazd dużego producenta.

W rzeczywistości, trzy lata temu, kiedy Audio Spotlight był częścią projektu w MIT Media Lab, sponsor badań DaimlerChrysler rzeczywiście zastosował prototyp w samochodzie koncepcyjnym, z przetwornikami umieszczonymi nad każdym z czterech siedzeń w kabinie. Funkcjonalnie zadziałało, mówi Edgar Daimlera. Ale była jedna główna usterka: belki odbijały się od siedzeń i innych powierzchni, odbijając dźwięk między strefami. Z powodu tej wady i wysokich kosztów systemu producent samochodów nie kontynuował tego. Zamiast tego rok temu Edgar skontaktował się z Norrisem. ATC poczyniła większe postępy pod względem kosztów, produkcji i wydajności, mówi Edgar. Są o kilka pokoleń dalej niż Holosonic. Mimo to system Norrisa nie został jeszcze wbudowany w pojazd i Daimler nie ma na to żadnych planów.

Norris przyznaje, że pracuje nad poprawą wydajności swojego systemu Hypersonic Sound. Jedną z kwestii jest aktualna niezdolność tej technologii do wytwarzania niskich tonów basowych, co jest wadą systemu Pompei. Ale Norris mówi, że Sony już wprowadza ten produkt w Europie. Beesley z Sony potwierdza, że ​​firma rozdystrybuowała do tej pory setki systemów Hypersonic Sound, które integruje ze swoimi plazmowymi ekranami wideo do zastosowań specjalnych. Mówi, że domy towarowe, banki i wystawcy muzeów wykorzystują tę technologię do emitowania dźwięku do klientów i odwiedzających w określonych obszarach. Ma ogromny potencjał, mówi Beesley. Dodaje, że głównym ograniczeniem systemu jest jego cena. W tej chwili jest w dużej mierze ręcznie budowany, mówi, kosztem około 1000 USD za sztukę. Przyglądamy się różnym wzorom przemysłowym, aby uczynić go tańszym i łatwiejszym w produkcji. Celem jest cena poniżej 100 USD za instalację. Edgar z Daimlera mówi, że podobna cena jest niezbędna, aby technologia dźwięku kierunkowego była konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych samochodowych głośników stereo.

Przy cenie od 1000 do 2000 USD za system, Pompei's Audio Spotlight cierpi na ten sam syndrom wysokich kosztów i niskiej ilości produkcji. Pierwsi klienci, tacy jak Steelcase, która testuje go w środowiskach biurowych, i Cisco, który zainstalował go w korporacyjnych lobby, kupili tylko po kilka jednostek.

Ponieważ ATC i Holosonic ścigają się, aby przekształcić swoje systemy z wysokiej klasy ciekawostek w podstawowe produkty gospodarstwa domowego, Norris mówi, że polega na swoich patentach, aby chronić swoją własność intelektualną na rynku. Na tym froncie wydaje się, że ma przewagę nad Pompejami. Norris ma około 20 wydanych patentów obejmujących różne aspekty technologii dźwięku kierunkowego i mówi, że 20 kolejnych jest w toku. Pompei mówi, że czeka na niego kilkanaście patentów, w tym dwa kluczowe, ale tylko jeden, który został dotychczas wydany.

Biorąc pod uwagę podobieństwo technologii i wizji Pompei i Norris, mecz krzyków prawdopodobnie stanie się głośniejszy. Jedyną rzeczą, co do której dwóch wynalazców może się zgodzić, jest to, że dźwięk kierunkowy ma realne długoterminowe możliwości, zwłaszcza jeśli chodzi o wyparcie wszechobecnego głośnika, wynalezionego ponad 80 lat temu. Zgadzają się, że nawet najlepsze kolumny ulegają zniekształceniom, a ich dookólny dźwięk denerwuje osoby znajdujące się w pobliżu, które nie chcą słuchać. Pozostaje jeszcze zobaczyć, który z tych dwóch wynalazców stanie się Alexander Graham Bell dźwięku kierunkowego, a który Elisha Grey.

ukryć