Cửa sổ chống ồn giảm một nửa âm thanh giao thông khi mở

Để làm được điều này, các nhà khoa học đã điều khiển âm thanh chủ động bằng cách sử dụng micrô để phát hiện âm thanh đến, sau đó sử dụng một loạt loa để phát ra các sóng âm thanh có cùng tần số nhưng đối nghịch với áp suất để loại bỏ tiếng ồn xâm lấn.

Giáo sư Stephen Elliott, thuộc Viện nghiên cứu âm thanh và rung động tại Đại học Southampton, Anh, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết, nhóm của ông đã làm việc về kiểm soát âm thanh tích cực trong nhiều thập kỷ. Những hệ thống này được sử dụng để kiểm soát âm thanh trong xe hơi và máy bay cánh quạt. Chẳng hạn, hãng Honda sản xuất một triệu ô tô mỗi năm có gắn hệ thống điều khiển âm thanh bên trong cabin bằng âm thanh từ loa phóng thanh.

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Scientific Reports. Giáo sư Elliott và các đồng nghiệp ở Singapore, Nhật Bản cho biết, họ tạo một căn phòng có cửa sổ trượt hai chiều. Trong phần mở của cửa sổ, nhóm đã gắn một mảng hình chữ nhật gồm 24 loa, đường kính 4,5 cm/chiếc, cùng với một micro để thu âm thanh từ bên ngoài phòng.

Sau đó, họ đặt một chiếc loa khác cách cửa sổ 2 m và phát ra âm thanh tiếng ồn giao thông được ghi lại. Họ đặt thêm 18 micro trong phòng để phát hiện mức độ âm thanh truyền qua cửa sổ. 

Tần số của hầu hết tiếng ồn từ phương tiện giao thông và máy bay dao động từ 200 đến 1000 hertz. Xe tải và xe máy lớn có xu hướng tạo ra âm thanh thấp, trong khi phần lớn âm thanh từ đường cao tốc là khoảng 1000 Hz.

Thiết bị này thành công nhất trong việc loại bỏ nhiễu giữa các tần số 300 và 1000 Hz, với mức giảm lên tới 50 % cho âm thanh trong phạm vi này. Nó không được tối ưu hóa cho tiếng ồn từ giọng nói của con người vì có tần số cao hơn.

“Kết quả cho thấy hệ thống hoạt động có hiệu quả. Hiệu suất của hệ thống hoạt động không quá tệ so với việc đóng cửa sổ. Những gì chúng tôi đo được trong phòng là giảm khoảng 10dB, tương ứng với một nửa độ ồn cảm nhận được”. Giáo sư Elliott cho biết.

Hệ thống không phải là một “công tắc im lặng kỳ diệu”, nhưng cách tiếp cận có thể mang lại lợi ích, Giáo sư Elliott nói thêm. “Tiếng ồn tần số thấp thực sự làm con người mất tập trung, và nếu giảm được nó thì rõ ràng là một sự trợ giúp”.

Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra tác động bất lợi của ô nhiễm tiếng ồn đối với sức khỏe, mức độ cao của tiếng ồn có thể gây ra các cơn đau tim. Một tác dụng khác khi sử dụng hệ thống này là giúp căn phòng được thông gió tự nhiên, tiết kiệm năng lượng.

Theo Giáo sư Elliott, các nhà nghiên cứu còn cần phát triển hệ thống hơn nữa để có thể đưa vào sản xuất trong 5 đến 10 năm tới.