How do you ensure that, in a reverberant room, several people can speak simultaneously to several other people, making themselves perfectly understood and without any crosstalk between messages? In this work, we report a conceptual solution to this problem by developing an intelligent acoustic wall, which can be reconfigured electronically and is controlled by a learning algorithm that adapts to the geometry of the room and the positions of sources and receivers. To this end, a portion of the room boundaries is covered with a smart mirror made of a broadband acoustic reconfigurable metasurface (ARMs) designed to provide a two-state (0 or {\pi}) phase shift in the reflected waves by 200 independently tunable units. The whole phase pattern is optimized to maximize the Shannon capacity while minimizing crosstalk between the different sources and receivers. We demonstrate the control of multi-spectral sound fields covering a spectrum much larger than the coherence bandwidth of the room for diverse striking functionalities, including crosstalk-free acoustic communication, frequency-multiplexed communications, and multi-user communications. An experiment conducted with two music sources for two different people demonstrates a crosstalk-free simultaneous music playback. Our work opens new routes for the control of sound waves in complex media and for a new generation of acoustic devices.


翻译:如何确保在一个混响房间内,多人可以同时与另外多人交谈,且彼此完全理解且信息之间无串扰?本文针对这一问题提出了一种概念性解决方案:开发一种可通过电子方式重构的智能声学墙壁,该墙壁由学习算法控制,能够自适应于房间的几何形状以及声源和接收器的位置。为此,房间边界的部分区域覆盖了一种由宽带声学可重构超表面(ARMs)制成的智能反射镜,该超表面通过200个独立可调单元为反射波提供两种状态(0或π)的相位偏移。整个相位模式经过优化,以最大化香农容量并最小化不同声源与接收器之间的串扰。我们展示了覆盖远大于房间相干带宽频谱的多光谱声场控制能力,实现了无串扰声学通信、频分复用通信以及多用户通信等多种显著功能。一项针对两位不同用户的两个音乐源的实验展示了无串扰的同时音乐播放。我们的工作为复杂介质中声波的控制以及新一代声学器件的开发开辟了新路径。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关VIP内容
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员