두 초음파 빔을 굽혀 만나게 하자 작은 영역에서 들을 수 있는 소리가 생겼습니다. 연구진은 머리 모형의 귀에 마이크를 넣고 어느 자리에서 소리가 들리는지 측정했습니다.
본문
같은 방에서 한 사람은 음악을 듣고, 바로 옆 사람은 거의 듣지 못하게 하려면 보통 이어폰이 필요하다. 펜실베이니아주립대와 로런스리버모어국립연구소 연구진은 귀에 기기를 대는 대신 소리가 생기는 자리를 방 안에 만들었다. 2025년 3월 발표한 실험이다. 소리를 아주 작게 틀어 가까이 다가가는 방식과는 다르다.
장치는 사람이 들을 수 없는 높은 주파수의 초음파 두 줄기를 내보낸다. 두 줄기의 주파수는 조금 다르다. 각각은 들리지 않지만 서로 겹치는 곳에서는 공기의 비선형적 성질 때문에 두 주파수의 차이에 해당하는 소리가 생긴다. 논문의 실험에서는 3만9500Hz와 4만Hz를 보내 차이인 500Hz의 소리를 만들었다. 귀에 들리는 소리를 출발점에서부터 그대로 운반한 것은 아니다.
두 줄기를 만나게 하려면 방향부터 정교하게 바꿔야 한다. 초음파를 내보내는 장치 앞에는 작은 공기 통로들이 들어 있는 3D 프린트 구조물을 놓았다. 통로를 통과하는 소리의 위상을 조절하면 파동이 휘어 가는 경로를 만들 수 있다. 연구진은 이를 이용해 머리 같은 장애물 양옆을 돌아간 두 줄기가 그 뒤의 작은 영역에서 겹치게 했다.
효과를 확인할 때는 사람의 머리와 상반신을 흉내 낸 모형을 썼다. 양쪽 귀 안에 마이크를 넣고, 다른 마이크로는 두 줄기가 만나는 주변을 훑었다. 초음파가 지나가는 자리와 실제 소리가 생기는 자리를 나눠 측정한 것이다. 벽에서 소리가 반사되는 일반 실내에서도 실험했다. 논문은 125Hz부터 4kHz까지 여러 주파수에서 이 작은 소리 영역을 확인했다.
이것은 방 안의 모든 소음을 지우는 기술은 아니다. 연구진이 정한 지점으로 보내는 소리가 주변에 덜 들리게 하는 연구다. 대학은 당시 약 1m 거리, 대화 정도인 약 60dB의 결과를 소개했다. 제품화나 이동하는 사람을 항상 따라가는 기능을 입증한 것도 아니다. 공동 연구자는 실제로 어디에 쓰는 것이 가장 유용할지, 구현의 어려움을 어떻게 줄일지 더 연구해야 한다고 설명했다.
같은 연구실은 2026년 5월 초음파 스피커에 덮는 별도의 구조물도 소개했다. 두 줄기를 교차시킨 앞선 방식과 달리, 작은 렌즈처럼 소리를 고정된 초점에 모으는 후속 연구다. 이때 초점은 스피커에서 약 10cm 앞에 생겼다. 연구진은 음악을 틀고 마이크를 초점 안팎으로 옮겨, 몇 cm 차이로 녹음되는 소리의 크기가 달라지는 모습을 확인했다.
확인 자료
PNAS · Audible enclaves crafted by nonlinear self-bending ultrasonic beams, 2025-03-17 (저자 원논문·PMC)
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11962445/
Penn State · 장치·모형 측정·거리와 음압 설명, 2025-03-17
https://www.psu.edu/news/engineering/story/audible-enclaves-could-enable-private-listening-without-headphones
LLNL · 3D 프린트 음향구조와 실제 응용의 남은 과제, 2025-04-17
https://www.llnl.gov/article/52786/llnl-penn-state-explore-audible-enclaves-precision-audio
Penn State · 별도 후속 연구의 수동 커버·고정 초점, 2026-05-21
https://www.psu.edu/news/engineering/story/3d-printed-speaker-cover-can-focus-audio-private-sound-spot
참고 논문 이용 조건
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
편집: 사실은 위 자료를 대조해 확인했으며, 해석은 MUADAILY의 편집 관점입니다. 이미지: Poornima Tomy / Penn State · 음향 측정 실험.
사진 자료
Poornima Tomy / Penn State · 음향 측정 실험
https://www.psu.edu/news/engineering/story/audible-enclaves-could-enable-private-listening-without-headphones
이미지 설명: 귀에 마이크가 달린 더미로 초음파 경로의 소리를 측정하는 연구자 지아신 중
원본 비율 유지 · 크기·형식만 웹용으로 변환
장치는 사람이 들을 수 없는 높은 주파수의 초음파 두 줄기를 내보낸다. 두 줄기의 주파수는 조금 다르다. 각각은 들리지 않지만 서로 겹치는 곳에서는 공기의 비선형적 성질 때문에 두 주파수의 차이에 해당하는 소리가 생긴다. 논문의 실험에서는 3만9500Hz와 4만Hz를 보내 차이인 500Hz의 소리를 만들었다. 귀에 들리는 소리를 출발점에서부터 그대로 운반한 것은 아니다.
두 줄기를 만나게 하려면 방향부터 정교하게 바꿔야 한다. 초음파를 내보내는 장치 앞에는 작은 공기 통로들이 들어 있는 3D 프린트 구조물을 놓았다. 통로를 통과하는 소리의 위상을 조절하면 파동이 휘어 가는 경로를 만들 수 있다. 연구진은 이를 이용해 머리 같은 장애물 양옆을 돌아간 두 줄기가 그 뒤의 작은 영역에서 겹치게 했다.
효과를 확인할 때는 사람의 머리와 상반신을 흉내 낸 모형을 썼다. 양쪽 귀 안에 마이크를 넣고, 다른 마이크로는 두 줄기가 만나는 주변을 훑었다. 초음파가 지나가는 자리와 실제 소리가 생기는 자리를 나눠 측정한 것이다. 벽에서 소리가 반사되는 일반 실내에서도 실험했다. 논문은 125Hz부터 4kHz까지 여러 주파수에서 이 작은 소리 영역을 확인했다.
이것은 방 안의 모든 소음을 지우는 기술은 아니다. 연구진이 정한 지점으로 보내는 소리가 주변에 덜 들리게 하는 연구다. 대학은 당시 약 1m 거리, 대화 정도인 약 60dB의 결과를 소개했다. 제품화나 이동하는 사람을 항상 따라가는 기능을 입증한 것도 아니다. 공동 연구자는 실제로 어디에 쓰는 것이 가장 유용할지, 구현의 어려움을 어떻게 줄일지 더 연구해야 한다고 설명했다.
같은 연구실은 2026년 5월 초음파 스피커에 덮는 별도의 구조물도 소개했다. 두 줄기를 교차시킨 앞선 방식과 달리, 작은 렌즈처럼 소리를 고정된 초점에 모으는 후속 연구다. 이때 초점은 스피커에서 약 10cm 앞에 생겼다. 연구진은 음악을 틀고 마이크를 초점 안팎으로 옮겨, 몇 cm 차이로 녹음되는 소리의 크기가 달라지는 모습을 확인했다.
확인 자료
PNAS · Audible enclaves crafted by nonlinear self-bending ultrasonic beams, 2025-03-17 (저자 원논문·PMC)
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11962445/
Penn State · 장치·모형 측정·거리와 음압 설명, 2025-03-17
https://www.psu.edu/news/engineering/story/audible-enclaves-could-enable-private-listening-without-headphones
LLNL · 3D 프린트 음향구조와 실제 응용의 남은 과제, 2025-04-17
https://www.llnl.gov/article/52786/llnl-penn-state-explore-audible-enclaves-precision-audio
Penn State · 별도 후속 연구의 수동 커버·고정 초점, 2026-05-21
https://www.psu.edu/news/engineering/story/3d-printed-speaker-cover-can-focus-audio-private-sound-spot
참고 논문 이용 조건
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
편집: 사실은 위 자료를 대조해 확인했으며, 해석은 MUADAILY의 편집 관점입니다. 이미지: Poornima Tomy / Penn State · 음향 측정 실험.
사진 자료
Poornima Tomy / Penn State · 음향 측정 실험
https://www.psu.edu/news/engineering/story/audible-enclaves-could-enable-private-listening-without-headphones
이미지 설명: 귀에 마이크가 달린 더미로 초음파 경로의 소리를 측정하는 연구자 지아신 중
원본 비율 유지 · 크기·형식만 웹용으로 변환
편집 안내
본문의 출처 링크는 새 창으로 열립니다.
