Los audífonos de próxima generación emulan la capacidad de la mosca para localizar el sonido

Hay una mosca que puede localizar un grillo por el sonido que hace, a pesar de otros ruidos en el fondo. Sin embargo, el mecanismo de audición que ayuda a la mosca a hacer esto abarca solo 1,5 mm, que es 50 veces más pequeño que la longitud de onda del chirrido del grillo. Ahora, los ingenieros han encontrado una manera de imitar la súper audición de la mosca en un pequeño dispositivo que no requiere una batería voluminosa.

Un documento que describe el trabajo se publica en la revista Letras de Física Aplicada.

Los ingenieros, de la Escuela de Ingeniería Cockrell en la Universidad de Texas en Austin, dicen que el nuevo dispositivo podría usarse en una nueva generación de audífonos hipersensibles que usan micrófonos inteligentes para seleccionar solo aquellos sonidos o conversaciones que el usuario quiere escuchar.

La audición sofisticada de Fly puede ubicar un grillo con una precisión notable

Neal Hall, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de Cockrell School, y su equipo de estudiantes graduados, se inspiraron en el trabajo pionero de Ronald Miles en Binghamton University, NY, y Ronald Hoy en Cornell University, Ithaca, NY.

Fueron los primeros en describir el potencial tecnológico de emular el mecanismo súper auditivo de la mosca parasitoide de color amarillo Ormia ochracea, que acecha y localiza grillos de campo masculinos de sus gorjeos y pone larvas vivas sobre y alrededor de ellos.

La mosca puede localizar el grillo con una precisión notable porque tiene un sofisticado mecanismo de procesamiento de sonido que determina la dirección del sonido en un ángulo de 2 grados.

Usando la estructura auditiva súper evolucionada de la mosca como modelo, el Prof. Hall y sus colegas crearon un pequeño dispositivo sensible a la presión a partir de silicio. Con un lapso de solo 2 mm, el dispositivo es casi del mismo tamaño que el órgano auditivo de la mosca.

A diferencia de muchos insectos, la razón por la que los humanos y otros mamíferos pueden identificar la fuente de un sonido es porque tenemos una distancia mucho mayor entre nuestros oídos. El mecanismo de procesamiento de sonido en nuestros cerebros usa la diferencia de tiempo en la llegada del sonido en las dos orejas para ubicar la fuente.

Pero los cuerpos de los insectos son generalmente demasiado pequeños para hacer esto: las ondas de sonido golpean con eficacia ambos lados casi al mismo tiempo.

Es decir, a excepción de insectos como O. ochracea - puede ubicar la dirección del chirrido de un grillo aunque sus orejas estén a menos de 2 mm de distancia. Su mecanismo de audición altamente evolucionado puede detectar la brecha de 4 milisegundos entre el sonido que ingresa en un oído y el otro. También amplifica esta diferencia de tiempo utilizando un mecanismo "balancín" o "balancín" que le permite localizar el grillo con una precisión notable.

Los ingenieros emularon el mecanismo auditivo de la mosca con un rayo flexible

Para replicar el mecanismo auditivo de la mosca, el equipo hizo una viga flexible que incorporaba materiales piezoeléctricos que les permitía usar la flexión y la rotación del rayo como una forma de medir la presión del sonido y el gradiente de presión al mismo tiempo.

Mientras que otros equipos ya han intentado construir dispositivos auditivos que emulen a la súper audiencia de la mosca, el Prof. Neal y sus colegas son los primeros en usar materiales piezoeléctricos, que convierten la presión mecánica en señales eléctricas y permiten que el dispositivo funcione con muy poca energía.

"Debido a que los audífonos se basan en las baterías, minimizar el consumo de energía es una consideración fundamental para avanzar en la tecnología de los dispositivos auditivos", dice el profesor Hall.

Él ve que esta tecnología es atractiva para las personas con problemas auditivos en el futuro. Mientras que 1 de cada 10 estadounidenses podría beneficiarse de un audífono, actualmente solo un quinto de este número usa uno, agrega.

Él dice que muchos creen que la razón principal de la brecha es la insatisfacción de los usuarios de audífonos con los dispositivos:

"Al subir el volumen para escuchar a alguien frente a usted también amplifica todo el ruido de fondo que lo rodea, se asemeja al sonido de un cóctel".

Además de llevar la tecnología de audífonos a un nuevo nivel, el dispositivo también podría ser útil en aplicaciones militares y de defensa. Por ejemplo, en ambientes oscuros donde las señales visuales están ausentes.

Los fondos de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) ayudaron a financiar el estudio.

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