අපි හැමෝම කාර්යබහුල ජනාකීර්ණ ස්ථානයක ඉන්න වෙලාවල් තියෙනවා. එහෙම වෙලාවට අපිට ඕන වෙනවා අපේම ලෝකෙට ටිකක් වෙලා හරි ඇතුල් වෙන්න. සමහරුන්ට ඒකට හොඳම විසඳුම තමයි හෙඩ්ෆෝන් දාගෙන තමන්ටම ඇහෙන්න සින්දුවක් අහන එක හරි කෝල් එකක් ගන්න එක හරි. ඒත් හැම වෙලාවෙම හෙඩ්ෆෝන් දාගෙන ඉන්න එක එච්චර පහසු නැහැ. ඒ නිසාම පෙන්සිල්වේනියා ප්‍රාන්ත විශ්වවිද්‍යාලයේ විද්‍යාඥයන් අලුත්ම තාක්ෂණයක් හඳුන්වා දීලා තියෙනවා. ඒ තමයි “ශ්‍රවණ කුටීර” (audible enclaves) කියන සංකල්පය. මේ තාක්ෂණයෙන් කාර්යබහුල පරිසරයක වුණත් එක පුද්ගලයෙකුට පමණක් ඇහෙන්න ශබ්දය යොමු කරන්න පුළුවන්. හිතන්නකෝ, ඔබට හෙඩ්ෆෝන් නැතුව සෙනග ගොඩක් ඉන්න තැනක පෞද්ගලිකව යමක් අහන්න ලැබෙනවා නම්, ඒක කොච්චර පහසු වෙයිද කියලා.

මේ තාක්ෂණය හරහා නිර්මාණය වෙන්නේ හුදකලා වූ ශබ්ද කලාපයක්. ඒ කියන්නේ ඔබ ඉන්න තැන ළඟ වෙන කවුරු හරි හිටියත්, ඔබට විතරයි ඒ ශබ්දය ඇහෙන්නේ. අනිත් අයට කිසිම බාධාවක් නැහැ. මේ සොයාගැනීමෙන් පොදු ස්ථානවල අපි ශබ්දය අත්විඳින විදිහ සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් වෙන්න පුළුවන්. ඒක හරිම උද්යෝගිමත් අලුත් අත්දැකීමක් වේවි.

මේ තාක්ෂණය වැඩ කරන්නේ කොහොමද?

“ශ්‍රවණ කුටීර” තාක්ෂණය වැඩ කරන්නේ අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් (ultrasound) කියන සංකල්පය පදනම් කරගෙනයි. අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කියන්නේ මිනිස් කනට ඇහෙන්නේ නැති තරම් අධික සංඛ්‍යාතයකින් යුත් ශබ්ද තරංගවලට. සාමාන්‍යයෙන් අපිට ඇහෙන්නේ 20 Hz (හර්ට්ස්) සහ 20,000 Hz (20 kHz) අතර සංඛ්‍යාත තියෙන ශබ්ද. අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් තරංගවල සංඛ්‍යාතය මේ සීමාව ඉක්මවා යනවා. මේ නිසාම අපිට ඒවා ඇහෙන්නේ නැහැ. මේ අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් තාක්ෂණය වෛද්‍ය ක්ෂේත්‍රයේදීත් බහුලව භාවිතා වෙනවා, උදාහරණයක් විදිහට ශරීර අභ්‍යන්තරයේ රූප ලබාගන්න.

මේ තාක්ෂණයේදී, එකිනෙකට මඳක් වෙනස් සංඛ්‍යාතවලින් යුත් අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කිරණ දෙකක් යොදාගන්නවා. මේ කිරණ දෙක විශේෂිත ලක්ෂයකදී එකිනෙක ඡේදනය වන විදිහට තමයි යොමු කරන්නේ.

දැන් තමයි මේකේ තියෙන විශේෂත්වය එන්නේ. මේ අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කිරණ දෙක එකිනෙක ඡේදනය වෙන ලක්ෂ්‍යයේදී විශේෂ ආකාරයක අන්තර්ක්‍රියාවක් සිද්ධ වෙනවා. මේකට කියන්නේ “අනෛරේඛීය ධ්වනි අන්තර්ක්‍රියාව” (nonlinear acoustic interaction) කියලා. මේ අන්තර්ක්‍රියාව නිසා අලුත් ශබ්ද තරංගයක් ජනනය වෙනවා. මේ අලුත් ශබ්ද තරංගයේ සංඛ්‍යාතය මුල් අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කිරණ දෙකේ සංඛ්‍යාතවල වෙනසට සමානයි. ඒ වෙනස මිනිස් කනට ඇසෙන සංඛ්‍යාත පරාසය තුළ (20 Hz සහ 20 kHz අතර) තිබුණොත්, ඒ ඡේදනය වන ලක්ෂ්‍යයේ ඉන්න පුද්ගලයාට ඒ ශබ්දය ඇසෙනවා. මේ ක්‍රියාවලිය සමහර වෙලාවට “ධ්වනි විෂම මිශ්‍රණය” (acoustic heterodyning) කියලත් හඳුන්වනවා. ඒක හරියට අපි නොඇසෙන තරම් උස් හඬවල් දෙකක් එක තැනකට යොමු කළාම, ඒ තැනින් අපිට ඇසෙන හඬක් එනවා වගේ දෙයක්.

මේ අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කිරණ හරියටම අපේක්ෂිත ස්ථානයට යොමු කරන්න පර්යේෂකයන් විශේෂ ද්‍රව්‍යයක් භාවිතා කරනවා. ඒකට කියන්නේ “ධ්වනි අධිපෘෂ්ඨ” (acoustic metasurfaces) කියලා. මේවා හරිම කුඩා ව්‍යුහයන්ගෙන් (මිලිමීටර් හෝ ඊටත් කුඩා පරිමාණයෙන්) නිර්මාණය කරපු ද්‍රව්‍ය. සාමාන්‍ය ද්‍රව්‍යවලට බැරි විදිහට මේවාට ශබ්ද තරංග හැසිරවීමේ හැකියාව තියෙනවා. මේවා හරියට ශබ්දයට කාචයක් වගේ වැඩ කරනවා. පර්යේෂකයන්ට මේවා පාවිච්චි කරලා අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කිරණවල ගමන් පථය හරියටම පාලනය කරන්න පුළුවන්. ඒ විතරක් නෙවෙයි, මේ කිරණ බාධක වටා පවා යොමු කරන්න පුළුවන්. ඒ කියන්නේ කවුරුහරි හිටියත් ඒ මනුස්සයාට ඇහෙන්නේ නැතුව ශබ්දය එයාගේ පිටිපස්සෙන් ඉන්න කෙනාට යොමු කරන්නත් පුළුවන්. ඒක හරියට ලේසර් කිරණ දෙකක් හරියටම එක තැනකට එල්ල කරනවා වගේ වැඩක්. අතරට බාධකයක් ආවත් මේ විශේෂ කාචවලින් ඒක මඟහරින්න පුළුවන්.

මේක තවත් පැහැදිලිව තේරුම්ගන්න, හිතන්නකෝ ටෝච් දෙකකින් එන එළි කිරණ දෙකක් එක තැනකදී එකට එකතු වෙනවා කියලා. එතකොට එතන දීප්තිමත් එළි ලපයක් ඇති වෙනවා. “ශ්‍රවණ කුටීර” වැඩ කරන්නේත් ඒ වගේමයි. එළිය වෙනුවට මෙතන තියෙන්නේ ශබ්දය. ඒ “දීප්තිමත් ලපය” තමයි අපිට ඇසෙන ශබ්දය.

මේකෙන් අපිට මොනවද කරන්න පුළුවන්?

“ශ්‍රවණ කුටීර” තාක්ෂණයෙන් අපිට කරන්න පුළුවන් දේවල් ගොඩක් තියෙනවා. අපි ඒ ගැන ටිකක් බලමු:

පොදු ස්ථානවල (In Public Spaces): කාර්යබහුල පුස්තකාල, ගුවන් තොටුපළවල් සහ දුම්රිය ස්ථාන වගේ තැන්වල මේ තාක්ෂණය හරිම ප්‍රයෝජනවත් වෙන්න පුළුවන්. හිතන්නකෝ ගුවන් තොටුපළක ඔබගේ ගුවන් ගමන ගැන නිවේදනයක් ඔබට විතරක් ඇහෙනවා නම්, අනිත් අයට කිසිම බාධාවක් නැතුව. මේ තාක්ෂණයෙන් ඒක කරන්න පුළුවන්. ඒ වගේම පොදු ස්ථානවල ශබ්ද දූෂණය අඩු කරන්නත් මේක උදව් වෙයි. සංකීර්ණ ගුවන් තොටුපළක හරි විශාල පුස්තකාලයක හරි අතරමං නොවී යන්න මේ තාක්ෂණයෙන් මඟපෙන්වීම් ලබාගන්න පුළුවන්. ඔබට විතරක් ඇහෙන ශබ්ද සංඥා වලින් නිවැරදි පාර හොයාගන්න එක හරිම පහසු වෙයි. පුස්තකාලවල නිශ්ශබ්දතාවය පවත්වාගෙන යන්න මේක හොඳ විසඳුමක්. කෙනෙකුට ඕන නම් හෙඩ්ෆෝන් නැතුව තමන්ගේ වැඩේ කරගෙන යන්න පුළුවන්, අනිත් අයට කිසිම කරදරයක් නොවී. සාප්පු සංකීර්ණවල තියෙන කඩවලට පුළුවන් තමන්ගේ ළඟින් යන අයට විතරක් ඇහෙන්න දැන්වීම් ප්‍රචාරය කරන්න. හදිසි අවස්ථාවකදී විශේෂිත පුද්ගලයන්ට පමණක් වැදගත් තොරතුරු ලබාදෙන්නත් මේ තාක්ෂණය පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්.

කෞතුකාගාරවල (In Museums): කෞතුකාගාරයකට ගියාම සමහර වෙලාවට අපිට එක එක ප්‍රදර්ශනය ගැන විස්තර අහන්න ඕන වෙනවා. සාමාන්‍යයෙන් ඒකට හෙඩ්ෆෝන් හරි වෙන මොකක් හරි උපකරණයක් පාවිච්චි කරන්න වෙනවා. ඒත් මේ තාක්ෂණය ආවොත්, ඔබ එක එක ප්‍රදර්ශනය ළඟට යනකොට ඒ ගැන තොරතුරු ඔබට විතරක් ඇහෙනවා. හෙඩ්ෆෝන් පාවිච්චි කරන්න අවශ්‍ය වෙන්නේ නැහැ. එකම කාමරයේ වෙනස් ප්‍රදර්ශන බලන ගොඩක් අයට එකවර වෙනස් වෙනස් තොරතුරු අහන්න පුළුවන්, එකිනෙකාට බාධාවක් නොවී. මේකෙන් කෞතුකාගාර අත්දැකීම තවත් පොහොසත් වෙනවා.

පුද්ගලික ශ්‍රව්‍ය පද්ධති (Personal Audio Systems): ගෙදරදි හරි ඔෆිස් එකේදි හරි පෞද්ගලිකව ශබ්දය අහන්න මේක පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්. ගෙදර ඉන්න අයට කරදරයක් නොවී ඔබට ඕන දෙයක් අහන්න පුළුවන්. ඔෆිස් එකේ වැඩ කරනකොට අනිත් අයට බාධා නොවී රහසිගත පණිවිඩයක් හරි දැනුම්දීමක් හරි ඔබට විතරක් ඇහෙන්න සලස්වන්න පුළුවන්. විවෘත කාර්යාලයක පෞද්ගලිකව කතාබහ කරන්න හරි වර්චුවල් මීටින් එකකට සහභාගි වෙන්න හරි මේක හරිම ප්‍රයෝජනවත්. ඒ වගේම ගේම් ගහනකොට හරි ඔග්මන්ටඩ් රියැලිටි (augmented reality) අත්දැකීම් ලබනකොට හරි මේකෙන් හරිම අපූරු ශබ්ද අත්දැකීමක් ලබාගන්න පුළුවන්. ආරක්ෂක අංශවලට සහ රහස්‍ය තොරතුරු හුවමාරු කරන ආයතනවලට මේක හරිම වැදගත් වෙන්න පුළුවන්.

මේකේ හොඳ නරක මොනවද?

හැම අලුත් තාක්ෂණයකටම වාසි වගේම අවාසිත් තියෙනවා. අපි බලමු “ශ්‍රවණ කුටීර” තාක්ෂණයේ හොඳ නරක මොනවද කියලා.

වාසි (Advantages):

මේකේ ලොකුම වාසිය තමයි පෞද්ගලිකත්වය. ශබ්දය අහන්න ඕන කෙනාට විතරයි ඒක ඇහෙන්නේ.

අපිට හෙඩ්ෆෝන් පාවිච්චි කරන්න අවශ්‍ය නැහැ. ඒක ගොඩක් පහසුයි වගේම කරදරකාරී නැහැ.

මේකෙන් නිශ්ශබ්ද කලාප නිර්මාණය කරන්න පුළුවන්. ඒ කියන්නේ එකම තැනක හිටියත් කෙනෙකුට ශබ්දය අහන්නත් පුළුවන්, අනිත් අයට නිශ්ශබ්දව ඉන්නත් පුළුවන්.

මේ තාක්ෂණයට බාධක මඟහරින්න පුළුවන්. අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කිරණ බාධක වටා යොමු කරලා අපේක්ෂිත පුද්ගලයාට ශබ්දය ඇහෙන්න සලස්වන්න පුළුවන්.

අවාසි (Disadvantages):

දැනට මේ තාක්ෂණයේ පරාසය සීමිතයි. ඒ කියන්නේ ශබ්දය යොමු කරන්න පුළුවන් දුර මීටරයක් වගේ.

ශබ්දයේ ප්‍රමාණයත් දැනට සීමිතයි. සාමාන්‍ය කතාබහක ශබ්ද මට්ටමට සමාන 60 ඩෙසිබල් වගේ තමයි ඇහෙන්නේ

දිගු කාලයක් අල්ට්‍රා සවුන්ඩ්වලට නිරාවරණය වීම ගැන සෞඛ්‍යමය ගැටළු තියෙන්න පුළුවන්. ඒ ගැන තව පර්යේෂණ කරන්න අවශ්‍යයි.

මේ තාක්ෂණය තවමත් පර්යේෂණ මට්ටමේ තියෙන්නේ. ඒ නිසා මේක සාමාන්‍ය භාවිතයට එන්න තව කාලයක් ගත වෙයි.

ශබ්දයේ ගුණාත්මක භාවයට විකෘතිතා ඇතිවෙන්න පුළුවන්.

මේ තාක්ෂණයට වැඩි ශක්තියක් අවශ්‍ය වෙන්න පුළුවන්.

පොදු ස්ථානවල මේක පාවිච්චි කරනකොට පුද්ගලිකත්වය සහ අවසරය ගැන ප්‍රශ්න ඇතිවෙන්න පුළුවන්.

හෙඩ්ෆෝන්වලින් ලැබෙන පුද්ගලිකත්වය සහ ශබ්ද පරිවාරක හැකියාව මේ තාක්ෂණයෙන් දැනට ලැබෙන්නේ නැහැ. ඒ වගේම ස්පීකර්වලින් ලැබෙන හයිය සහ දුර මේකෙන් දැනට නැහැ.

මේක දැන් මොන මට්ටමේද තියෙන්නේ? අනාගතය කොහොම වෙයිද?

දැනට මේ “ශ්‍රවණ කුටීර” තාක්ෂණය පෙන්සිල්වේනියා ප්‍රාන්ත විශ්වවිද්‍යාලයේ පර්යේෂණ මට්ටමේ තමයි තියෙන්නේ. මේකට ලෝරන්ස් ලිවර්මෝර් ජාතික විද්‍යාගාරයත් සහයෝගය දෙනවා. මේ පර්යේෂණයට මූලිකත්වය අරගෙන කටයුතු කරන්නේ පෙන්සිල්වේනියා ප්‍රාන්ත විශ්වවිද්‍යාලයේ ධ්වනි විද්‍යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය යුන් ජිං (Yun Jing) සහ පශ්චාත් ආචාර්ය උපාධි පර්යේෂක ජියා-සින් “ජේ” ෂොං (Jia-Xin “Jay” Zhong) යන අයයි. ලෝරන්ස් ලිවර්මෝර් ජාතික විද්‍යාගාරයේ ඉංජිනේරු ෂියාඕසින් ෂියා (Xiaoxing Xia) ත් මේ තාක්ෂණයට අවශ්‍ය ධ්වනි අධිපෘෂ්ඨ නිපදවීමට වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරලා තියෙනවා.

පර්යේෂකයන් දැනට මේ තාක්ෂණයේ පරාසය, ශබ්දයේ ප්‍රමාණය සහ ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කරන්න මහන්සි වෙනවා. ඒ අය අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් තරංගවල තීව්‍රතාවය වැඩි කරන්නත්, දියුණු සංඥා සැකසුම් ක්‍රම පාවිච්චි කරලා ශබ්දයේ පැහැදිලි බව වැඩි කරන්නත් උත්සාහ කරනවා.

අනාගතයේදී මේ තාක්ෂණය විවිධ කර්මාන්තවලටත් භාවිතා කරන්න පුළුවන්. උදාහරණයක් විදිහට ජංගම දුරකථන සහ ස්මාර්ට් උපාංගවල මේක ඇතුළත් කරන්න පුළුවන්. එතකොට හෙඩ්ෆෝන් නැතුව පෞද්ගලිකව ශබ්දය අහන්න පුළුවන්. කාර්වල ඉන්න අයට එකිනෙකාට බාධාවක් නොවී තමන්ට ඕන දේ අහන්නත්, රියදුරුට මඟ පෙන්වීම් අහන්නත් මේකෙන් පුළුවන්. වර්චුවල් රියැලිටි (virtual reality) සහ ඔග්මන්ටඩ් රියැලිටි (augmented reality) වගේ දේවල්වලදීත් මේකෙන් හරිම අපූරු අත්දැකීමක් ලබාගන්න පුළුවන්. පුස්තකාල, කෞතුකාගාර, ගුවන් තොටුපළවල් සහ දුම්රිය ස්ථාන වගේ පොදු ස්ථානවලත් මේක හරිම ප්‍රයෝජනවත් වෙයි. ශ්‍රවණාබාධිත පුද්ගලයන්ටත් මේකෙන් ප්‍රයෝජනයක් ගන්න පුළුවන්. ඒ වගේම රහස්‍ය තොරතුරු සන්නිවේදනය කරන්නත්, ශබ්ද දූෂණය පාලනය කරන්නත් මේක පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්. පර්යේෂකයන්ගේ අනාගත බලාපොරොත්තුව තමයි මේ තාක්ෂණයේ පරාසය අඩි 10ක් දක්වා වැඩි කරන එක.

පෙන්සිල්වේනියා ප්‍රාන්ත විශ්වවිද්‍යාලය ධ්වනි විද්‍යාව සම්බන්ධයෙන් දිගු ඉතිහාසයක් තියෙන ප්‍රසිද්ධ ආයතනයක්. එහි Applied Research Laboratory – ARL සහ Center for Acoustics and Vibration – CAV වැනි විශේෂිත පර්යේෂණ ඒකක තියෙනවා. මේ නිසාම “ශ්‍රවණ කුටීර” වැනි නවීන තාක්ෂණයන් බිහිවීමට ඒක ලොකු ශක්තියක්.

“ශ්‍රවණ කුටීර” තාක්ෂණය කියන්නේ ධ්වනි විද්‍යාවේ අලුත්ම පෙරළියක්. හෙඩ්ෆෝන් නැතුව එක පුද්ගලයෙකුට විතරක් ඇහෙන්න ශබ්දය යොමු කිරීමේ හැකියාවෙන් අපේ එදිනෙදා ජීවිතයේ ශබ්දය අත්විඳින විදිහ සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් වෙන්න පුළුවන්. මේ තාක්ෂණය තවමත් මුල් අවධියේ තිබුණත්, ඒකෙන් ලැබෙන ප්‍රයෝජන නම් ගොඩක් වටිනවා. පොදු ස්ථානවල සහ කෞතුකාගාරවල අපේ අත්දැකීම් වැඩි දියුණු කරනවා වගේම ගෙදරදි සහ ඔෆිස් එකේදිත් පෞද්ගලිකව ශබ්දය අහන්න මේක හොඳ විසඳුමක්. ශබ්දයෙන් පිරුණු ලෝකයක, අපිට ඕන වෙලාවට, ඕන දේ අහන්න පුළුවන්, අනිත් අයට කරදරයක් නොවී ඉන්න ලැබෙනවා කියන්නේ හරිම සතුටුදායක දෙයක්. පර්යේෂකයන් මේ තාක්ෂණය තව තවත් දියුණු කරනකොට, අනාගතයේදී ශබ්දය කියන්නේ හුදෙක් හයියෙන් ඇහෙන දෙයක් විතරක් නෙවෙයි, හරිම පෞද්ගලිකව අපිට පාලනය කරන්න පුළුවන් දෙයක් බවට පත් වෙයි.

Sources used in the report