摘要：如果无需耳机或耳塞就能听音乐或播客，同时不干扰周围人，会怎样？或者在公共场合进行私密对话，而他人无法听到？我们新发表的研究提出了一种创建"可听区域"的方法——这些局部声场能与周围环境实现声学隔离。简而言之，我们开发的技术能让声音精准地在需要的位置产生。

如果无需耳机或耳塞就能听音乐或播客，同时不干扰周围人，会怎样？或者在公共场合进行私密对话，而他人无法听到？我们新发表的研究提出了一种创建"可听区域"的方法——这些局部声场能与周围环境实现声学隔离。简而言之，我们开发的技术能让声音精准地在需要的位置产生。

这种定向传声能力可能彻底改变娱乐、通信和空间音频体验。

声音的本质是什么？
声音是空气中传播的振动波。当物体前后运动时，通过压缩和解压空气分子形成声波。这些振动的频率决定音高：低频对应深沉声音（如低音鼓），高频对应尖锐声音（如哨声）。

声音由连续波动中的粒子运动构成。

控制声音传播方向极具挑战性，因为存在衍射现象——声波在传播过程中会自然扩散。低频声音由于波长较长，这种扩散效应尤为明显，几乎无法将声波限制在特定区域。

某些音频技术（如参数阵列扬声器）能创建定向声束。然而，这些声束在传播路径上所有位置仍可被听到。

可听区域的科学原理
我们发现了一种向特定听者传递声音的新方法：通过自弯曲超声波束和非线性声学原理。

超声波指频率高于人类听觉范围（20 kHz以上）的声波。这些波像普通声波一样在空气中传播，但对人耳不可闻。由于超声波能穿透材料并与物体独特互动，它被广泛用于医学成像和工业领域。

在我们的研究中，超声波充当可听声的载体。它能无声传输声音，仅在目标位置转为可听声。如何实现？

通常，声波以线性方式叠加（即按比例组合成更大波形）。但当声波足够强烈时，它们会产生非线性互动，生成原本不存在的新频率。

这正是我们技术的核心：使用两束不同频率的超声波（本身完全无声）。当它们在空间交汇时，非线性效应会产生新的可听频率声波，且仅在该区域被听到。

两束超声波交汇处形成可听区域。

关键在于我们设计了能自主弯曲的超声波束。通常声波直线传播，除非被物体阻挡或反射。但通过声学超表面（操控声波的专用材料），我们能塑造弯曲的超声波束。

类似光学透镜弯曲光线，声学超表面改变声波路径。通过精确控制超声波相位，我们创建了能绕过障碍物并交汇于目标位置的弯曲声路。

核心现象是差频生成：当两束频率相近的超声波（如40 kHz和39.5 kHz）重叠时，会产生等于两者频率差的新声波（此处为500 Hz，属于人耳可听范围）。声音仅在波束交叉处可闻，其他区域超声波保持无声。

这意味着，您可以将音频传递至特定位置或个体，而声波传播路径上的其他人不受干扰。

声控技术的进步
可听区域技术具有广泛潜在应用：

来源：MBTI百科