空気を通して音を94％カットするノイズキャンセラー構造を開発

ボストン大学の研究者らが、空気の流れを妨げずに音だけを消せる開放型のノイズキャンセリング構造を3Dプリンタで作製した。ノイズを94％削減でき、人の耳で知覚できないレベルにまで小さくできるという。ドローンのファンや空調システムなど、通気性が不可欠な場所での消音効果が期待されている。

研究者たちが開発したのは、空気は通しつつも音漏れは防ぐ開放型構造を持つメタマテリアル。構造に入った音波が反射して逆に戻るよう、サイズと構造を入念に計算してプラスチックで造形、実際に性能テストを行った。

実験では、塩ビ管の一方の端にスピーカーを、もう一方の端にメタマテリアルを取り付けたところ、音は外部にほとんど響かなかった。どれだけ耳を澄ませても、スピーカーが鳴り響いていることが分からなかったという。メタマテリアルによって、ノイズが94％削減し、人間の耳には聞こえなくなっていたことが確認された。

研究チームのXin Zhang教授はメタマテリアルの用途として、ドローンのファンの消音などを挙げている。商品の配達にドローンを使うドローン宅配便に対し、ファンの騒音が市民の苦情を呼ぶかもしれない。この消音メタマテリアルを活用すれば、この問題が解決できる可能性がある。

「騒音の原因は上方向に動くファンの動きだ」と研究チームのReza Ghaffarivardavagh氏。「消音メタマテリアルをドローンのファンの下方に置くことで、地上へ放射される騒音がキャンセルできる」と語る。

空調システムへの応用することで、静音エアコンを実現することも可能だ。また、ボストン大学医学部のStephan Anderson教授は「騒音から患者を保護するため、MRIの内側に取り付けられること」も考えられるという。