石墨烯使人能靠回聲定位

2020-12-03 中國科學院

石墨烯使人能靠回聲定位

2015-07-09 科技日報 李文龍

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語音播報

　　美國科學家日前以石墨烯為材料，製造出質量輕薄的超聲波發射器和接收器。這套系統使人類具有了類似蝙蝠的能力，即利用聲音精確感知和測量身體周圍事物的距離和運動速度。

　　蝙蝠和某些海洋動物能夠利用高頻率的聲音進行回聲定位或信息交流。它們能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發射出去，利用折回的聲波來定向，並判定附近物體的位置、大小以及是否在移動。但受生理條件和技術限制，人類還未能充分利用該項技能。人類能夠聽到頻率在20至20000赫茲範圍內的聲音，而蝙蝠所能聽到的聲音頻率範圍則在9000至20萬赫茲。

　　據加州大學伯克利分校官方網站7日報導，該校物理學家亞歷克斯·塞特爾用單層石墨烯作為震動膜，製備出了能夠大幅擴展人類聽覺能力的系統。這套系統包括超聲波發射器和接收器兩部分，其接收器能夠感知的聲音頻率範圍的下限遠低於20赫茲，而其上限也超過50萬赫茲。研究人員利用這套系統，成功捕獲到蝙蝠鳴叫中那些對人類來說因為頻率太高而無法聽到的聲音，並將其轉換成人類能夠聽到的聲音。

　　該研究團隊成員周勤（音譯）說：「石墨烯薄膜具有非常寬泛的聲音頻率感知範圍，並且能夠產生劇烈的脈衝波動，可比傳統方法更精準地測定距離。」

　　加州大學伯克利分校的蝙蝠專家米歇爾·亞爾採夫教授說，石墨烯能夠使研究者在非常寬泛的頻率之中感受到平穩的聲音。這套系統對在高頻率波段下研究聽覺信號有重大意義，也使人類能夠對蝙蝠所使用的聽覺脈衝進行更詳細的研究。

　　塞特爾指出，高保真音響愛好者也會享受到石墨烯揚聲器和耳機帶來的愉悅。這一系統將為他們提供更為舒適的聽覺享受。而隨著石墨烯技術的發展，製造更多以石墨烯為材料的設備將變得輕而易舉。

　　美國科學家日前以石墨烯為材料，製造出質量輕薄的超聲波發射器和接收器。這套系統使人類具有了類似蝙蝠的能力，即利用聲音精確感知和測量身體周圍事物的距離和運動速度。
　　蝙蝠和某些海洋動物能夠利用高頻率的聲音進行回聲定位或信息交流。它們能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發射出去，利用折回的聲波來定向，並判定附近物體的位置、大小以及是否在移動。但受生理條件和技術限制，人類還未能充分利用該項技能。人類能夠聽到頻率在20至20000赫茲範圍內的聲音，而蝙蝠所能聽到的聲音頻率範圍則在9000至20萬赫茲。
　　據加州大學伯克利分校官方網站7日報導，該校物理學家亞歷克斯·塞特爾用單層石墨烯作為震動膜，製備出了能夠大幅擴展人類聽覺能力的系統。這套系統包括超聲波發射器和接收器兩部分，其接收器能夠感知的聲音頻率範圍的下限遠低於20赫茲，而其上限也超過50萬赫茲。研究人員利用這套系統，成功捕獲到蝙蝠鳴叫中那些對人類來說因為頻率太高而無法聽到的聲音，並將其轉換成人類能夠聽到的聲音。
　　該研究團隊成員周勤（音譯）說：「石墨烯薄膜具有非常寬泛的聲音頻率感知範圍，並且能夠產生劇烈的脈衝波動，可比傳統方法更精準地測定距離。」
　　加州大學伯克利分校的蝙蝠專家米歇爾·亞爾採夫教授說，石墨烯能夠使研究者在非常寬泛的頻率之中感受到平穩的聲音。這套系統對在高頻率波段下研究聽覺信號有重大意義，也使人類能夠對蝙蝠所使用的聽覺脈衝進行更詳細的研究。
　　塞特爾指出，高保真音響愛好者也會享受到石墨烯揚聲器和耳機帶來的愉悅。這一系統將為他們提供更為舒適的聽覺享受。而隨著石墨烯技術的發展，製造更多以石墨烯為材料的設備將變得輕而易舉。

列印 責任編輯：侯茜

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    受蝙蝠等動物借回聲在黑暗中覓食啟發，英國等國家正試用一種新方法，教失明人士靠聽辨回聲感知物體形狀、距離等詳細情況，用另一種方式「看到」世界。回聲定位 英國《星期日泰晤士報》網站１０日報導，盲人的聽力通常更加敏銳，有證據顯示，經過培 訓，他們能利用聽力解讀回聲、進而在腦中形成一系列詳細形象，包括物體距離、甚至大小和密度等。 支持這一理論的人把這稱為「人回聲定位術」。他們說，盲人藉助手杖能確定路上的障礙物，而回聲定位術能讓盲人「３６０度看到」周圍環境。
  • 蝙蝠的回聲定位系統
    蝙蝠靠什麼進行定位？ 蝙蝠飛行時會受到其他蝙蝠回聲的幹擾嗎？ 蝙蝠是唯一能真正飛行的哺乳動物，他們主要居住在各大、小山洞，古老建築物的縫隙、天花板隔牆以及樹洞、山上的巖石縫等處。
  • 動物的行為——回聲定位
    但是它認為發現回聲定位是「看」遠距離的物體和分辨細節的便利方式。寬吻海豚常常結群捕魚。群體中的兩隻海豚把一群魚趕在一起，就像牛仔圈牛一樣；另外兩隻海豚吃這些魚；其餘的海豚在遠處遊動，等著輪到自己吃魚。海豚通過回聲定位把魚群驅趕到一起，並捕食最美味的魚。威德爾海豹也會利用回聲定位來導航和捕食。它是所有哺乳動物中棲息地最靠南的，它生活在南極大陸周圍冰封的海水中。
  • 回聲定位,盲人也會!
    （圖片來源：scifigeneration.tv）最新研究表明，視覺障礙者可以像蝙蝠和海豚那樣利用回聲定位物體。這項發表在最新一期的《聽力研究》（Hearing Research）雜誌上的研究，揭示了失明和近視的人如何藉助聲音、尤其是回聲導航並獲得空間感，還探討了聽覺障礙對回聲定位的影響，以及如何優化回聲定位能力以幫助有視覺障礙的人獨立生活、提高他們的生活質量。
  • 能回聲定位的不再只有蝙蝠,人類也可以!
    原因在於，基什能回聲定位，就像蝙蝠一樣。小時候，基什自己學著用嘴發出尖銳的咔嗒聲，然後把周圍物體反射的回聲轉換成空間信息。在一段視頻中，基什利用他的這種能力，穿行於一個新的環境中、描述一輛汽車的形狀、識別遠處一棟樓房的建築特徵，甚至還可以騎自行車。儘管擁有這種非凡的能力，但基什認為，自己沒什麼特別的。
  • 人類也能用回聲定位嗎?
    早在2013年，就有類似的理論認為，盲人也可以通過這種方式來大致判斷前方的障礙物，儘管不能確定良好的雙側高頻聽力究竟對判斷位置有沒有幫助，但可以確定的是，聽力良好的人對空間的距離感有較好的把握。北京天壇回音壁就是利用了聲波的折射原理建設的建築，通過聲波折射，我們聽到的聲音往往更加渾厚。
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