Ultraääni tallennetaan pienen pallon pinnalla olevilla mikrofoneilla ja toistetaan signaalinkäsittelyn jälkeen kuulokkeilla. Teknologiasta voi olla hyötyä esimerkiksi putkivuotojen paikantamisessa. Ultraääniä ja niiden kuulemista testattiin Suomen hiljaisimmassa paikassa: Aalto-yliopiston kaiuttomassa huoneessa Otaniemen kampuksella.

Ihminen havaitsee kuulon perusteella, mitä ympäristössä tapahtuu ja missä se tapahtuu, kunhan äänilähteen taajuudet ovat 20 hertsin ja 20 000 hertsin välillä.

Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden audiotekniikan, jonka avulla ihminen voi havaita myös ultraäänilähteet, jotka tuottavat ääniä yli 20 000 hertsin taajuudella sekä havaita, mistä suunnasta äänet tulevat.

”Käytimme tutkimuksessa ultraäänilähteenä lepakoita. Lepakoita on kuunneltu aiemminkin pienten laitteiden avulla. Nyt keksityssä teknologiassa on mahdollista kuulla myös äänilähteiden tulosuunnat eli esimerkiksi seurata lepakoiden lentämistä ja kuulla, missä ne ovat”, Aalto-yliopiston professori Ville Pulkki kertoo.

Aistien parantamista ja käytännön sovelluksia

Ultraääni tallennetaan pienen pallon pinnalla olevilla mikrofoneilla, joita on tasaisesti ympäri palloa. Signaalinkäsittelyn jälkeen ääni toistetaan kuulokkeilla välittömästi. Signaalinkäsittely tapahtuu tällä hetkellä tietokoneessa, mutta sen voisi tulevaisuudessa toteuttaa kuulokkeisiin kiinnitetyllä elektroniikalla.

”Mikrofonien signaaleista analysoidaan äänikenttä, ja lopputuloksena tiedetään, mistä eri ultraäänet tulevat ja milloin ääni saapuu vain yhdestä lähteestä. Tämän jälkeen yksi mikrofonisignaali tuodaan ihmisen korvan kuultaville taajuuksille ja toistetaan kuulokkeisiin niin, että ihminen havaitsee, mistä suunnasta äänen analysoitiin tulevan”, Pulkki sanoo.

Miksi tarkka kuuleminen on sitten tärkeää?

”Tieteessä ja taiteessa ihmistä on aina kiinnostanut se, miten aisteja voitaisiin parantaa. Ultraäänilähteiden havaitseminen on hyödyllistä myös monissa käytännön sovelluksissa. Yksi esimerkki on paineistetuissa kaasuputkissa olevien vuotojen etsiminen. Pieni putkivuoto tuottaa usein runsaasti normaalikuulolle kuulumatonta ultraääntä. Laitteen avulla äänilähde on löydettävissä nopeasti”, Pulkki selittää.

”Joskus myös vioittuneet sähkölaitteet tuottavat ultraääniä, ja laitteella voitaisiin paikallistaa nopeammin viat esimerkiksi konesaleissa”, hän jatkaa.