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技术发展将使未来世界更加安静

发布日期:2016年03月17日  信息来源:众旺互联  点击:
  美国的城市一向很吵闹。汽笛声、警报声、卡车发动机的声音夹杂着人们的吵闹声,环境噪声经常可以达到 70 分贝。你问我 70 分贝是什么感觉?好的,把头伸到吸尘器旁边去。如此大的噪声污染不仅令人厌恶,同时也会增加人的压力、扰乱睡眠,甚至导致心脏疾
   美国的城市一向很吵闹。汽笛声、警报声、卡车发动机的声音夹杂着人们的吵闹声,环境噪声经常可以达到 70 分贝。你问我 70 分贝是什么感觉?好的,把头伸到吸尘器旁边去。如此大的噪声污染不仅令人厌恶,同时也会增加人的压力、扰乱睡眠,甚至导致心脏疾病。美国密歇根大学的研究人员们估计,约有三分之一的美国人暴露于有害噪声中,并可能承受着由此带来的健康危害。
 
  石家庄网络建设获悉,欧洲国家已经严格实施了国家噪声标准,然而美国却在制造更多的噪声。去年,单单纽约市就有超过 340,000 起关于噪声的投诉。但有迹象表明,美国人民越来越重视噪声问题,一系列对应噪声问题的新技术也应运而生。下面让我们看看,未来的城市和郊区是如何变得更加安静、更加祥和的。
 
   1. 汽车告别呜呜声
 
   由于电动引擎几乎是完全静音的,所以尽可能地提高电力燃料效率不仅能够使空气更加清洁,也会降低传统引擎带来的噪声问题。哥本哈根大学 Sound Studies 实验室首席研究员兼音乐学教授 Holger Schulze 表示,如果电力引擎汽车得到更好地推广(或受政府政策推动),「城市的环境噪声问题将会很快得到改善」。由于电力引擎的引入,汽车鸣笛与警报不用像以往一样必须盖过发动机的声音,从而可以降低分贝。类似于自行车铃声和人们说话可能变成城市的主要声源。
 
   政府与企业已经转入电力阵营。加利福尼亚州的 Motiv 公司专门为大型电力运输生产电力火车,该公司的创始人兼 CEO Jim Castelaz 告诉我们,父母们有时会要求开电力校车的司机在送孩子下车时鸣笛,因为他们听不到电力汽车驶来的声音。(电力及混合动力交通工具可能有点 太 安静了,美国国家公路交通安全管理局正在制定新的规章制度,要求这类交通工具制造最低限度的噪声,并在较低的速度下运行,保证行人能够听到声音。)
 
   当然,电动车辆在公路上行驶时仍会产生噪声。加利福尼亚州、亚利桑那州以及其他的几个州已经开始尝试所谓的「低噪公路」,这种公路由橡胶沥青或光滑混凝土制造,降低汽车在公路上行驶的声音。Notre Dame 大学校长 Robert Bernhard 通过研究表明,在凤凰城,这种「低噪公路」为城市交通降低了 6 到 12 分贝的噪声。
 
   2. 鼓风机的停战书
 
  美国人民多年以来一直在争取禁用鼓风机,鼓风机噪声大而且很脏。就像 Atlantic 国家记者、著名鼓风机抵制者 James Fallows 指出的,驱动气动鼓风机的廉价二冲程发动机在半个小时内制造的污染等量与福特 F-150 型 皮卡穿越美国制造的污染的 1.5 倍。这一问题引起争议,鼓风机带来的噪声问题破坏邻里关系。但新的技术缓解了这一问题。
 
  笔记本和手机对高容量电池的需求牵引了电池产业的技术革新,如今包括鼓风机和割草机这类的大噪声器件也可以利用电力驱动了,这使其变得更加清洁与安静。甚至手提钻也可以变得更加安静:2014 年纽约的建筑工人们开始使用电力手提钻,据说相比传统的手提钻可以降低一半的噪声。
 
  3. 定向警报
 
  当消防车伴随吵闹的警笛声在城市中呼啸而过时,上千人都会听到,即使路上根本没有几个人需要避让。Sound Studies 实验室的 Schulze 告诉我,在接下来的几十年里,紧急车辆可以直接向汽车联网音响系统、手机以及行人的智能手表发送警报,紧急信号将具有高优先权,从而打断音乐或是通话。Arup 设计公司的全球声学领导者 Raj Patel 表示,自动驾驶汽车几乎可以不使用警报和汽笛。这些车的行驶通过编程实现,相比与人工驾驶更加谨慎,紧急警报可以直接通过检测闪光无声的传输到电脑系统中。然而我们需要一种方式提醒行人和自行车有车经过。
 
在将来的某天,汽笛可能做制作成定向的,定点传输到在紧急车辆行驶车道上的行人。博物馆已经开始使用定点传输技术,将单个展览的参观讲解直传给参观者,而不打扰附近其他的参观者。目前重要的技术瓶颈是如何达到与传统汽笛相同的作用效果,英国 Directional Sirens 公司正在销售他们的原型机汽笛,这种汽笛将声音定向水平传输,从而使高层建筑不会受到太多汽笛声的影响。也许未来,「直传噪声」技术也可以被应用到汽笛中,司机(或自动行驶汽车)可以通过这种方式定向鸣笛给单个人而不影响其他人。
 
  4. 隐声飞机
 
  根据美国联邦航空管理局的统计,尽管民航班次逐年递增,受飞机噪声影响的美国人从 1970 年到 2004 年下降了 95%。卫星系统令飞机能够起飞和降落在更倾斜的地面上,有些研究员们认为这种噪声等级已经降低至社区的噪声等级。更加重要的是,飞机引擎也变得越来越安静。空客 A380 型号作为该规模最安静的飞机而出名,空客公司宣称相比于波音 747,A380 在起飞时只有 747 一半的噪声强度,在着落时只有其四分之一的噪声强度。
 
NASA 环境负责航空项目的工程师们正在设计更加安静的飞机。一种方法是利用混合动力;另一种是将飞机引擎安置在机翼上方,从而最小化向地面发送的噪声。NASA 希望到 2025 年,最新研制的飞机可以降噪到现有飞机噪声的一半。
 
  5. 更加合理的噪声管控
 
  正当技术帮助我们解决了目前最严重的噪声时,取而代之引入了新的声音。如果更多的包裹通过无人机运输,地面的卡车的轰隆声将转变为头顶无人机的呼呼声。像纽约和芝加哥这样噪声嘈杂大城市,广告使用定向传输将音频信号传送给经过广告牌和商店展柜的行人;随着越来越多的广告通过电视和互联网传达给人们,它们会不会利用音频广告跟随我们到室外?
 
  值得庆幸的是,阻挡声音的设备也应运而生。典型的技术如有源噪声控制,这种技术应用于高消噪耳机中,其工作原理是发送与来源噪声相反振幅的人造声波,从而抵消噪声。目前,有源噪声控制技术善于应对恒定的环境噪声,但对突发噪声作用不大,比如狗叫声和汽车的爆胎声。Patel 表示,算法的改进可以解决这个问题。工程师正在改进噪声消除装置,使其能够通过麦克风探测到突发噪声,进而迅速生成反振幅声波抵消噪声。
 
  柏林科技大学心理声学及噪声影响方面的专家 Brigitte Schulte-Fortkamp 开创了让人们即使在市中心也能听到大自然声音的方法。在柏林一个噪声超过 60 分贝的小公园内,她和她的团队在长椅上安装了吸音墙和相关设备,营造出更加舒适的环境。
 
  技术的引入同时也容易标记违法噪声。目前,人们可以利用手机 APP 评估汽车或卡车产生的噪声大小。Notre Dame 的 Bernhard 说,也许未来的某天,我们可以使用一种类似于红绿灯摄像头的设备,检测公路上过往车辆产生的噪声,如果比规定噪声大,该设备自动拍下车辆的车牌号并将罚单发送给司机。谁知道呢?也许通过该技术可以找到仍然在使用的鼓风机,并通过一定的技术干扰让鼓风机(安静地)自毁。
 
  噪声简史
 
  时间的起点: 尽管叫它宇宙大爆炸,但其实没有声波传播的媒介,宇宙大爆炸并没有发出声音。
 
  大约 1800 年: 苏格兰科学家 John Robison 发明了汽笛的前身,并将其当做一种乐器。
 
  1883 年: 印度尼西亚发生了一起火山爆发,产生了可能是至今为止最大的声音,并传播到了超过 3000 英里外的地方。
 
  1913 年: 丹佛市的一名囚犯发明了最早版本的汽车警报。
 
  1986 年:Bose 为打破环游世界记录的飞行员制造了第一款降噪耳机。
 
  2006 年: 警察部门在全国范围内分阶段鸣笛,使周围的物体振动来提醒人们听吵闹的音乐。
 
  2020 年: 发射声波子弹的声波枪将会成为警察们的首选武器,这种声波枪通过聚集的噪声束让目标立即陷入昏厥。
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