新概念耳机对抗“听觉疲劳”

作者: 心理学  发布:2019-01-22

  Asius Technologies公司研发的“安布罗斯折声式耳透镜”

  听力疲劳,专业上叫“暂时性听阈偏移”,指人在强噪声下暴露一段时间后,能听到的最小音量值变大、听力变迟钝,即听阈上移。

  这是一种暂时性的症状,只要离开噪声场所到安静的地方待一段时间,听力就会逐渐恢复原状。但如果长期处于噪声环境中,暂时性的听力疲劳就会变成永久性的听力损害。

  武汉科技大学附属天佑医院耳鼻咽喉科副教授薛秋红曾经对武汉科技大学312名在校学生就个人音乐播放器对大学生人群听力的影响进行了调查。该研究通过让每位志愿者听不同分贝、但频率固定为4千赫兹的声音,来确定他们的听阈。

  结果显示,使用耳机的大学生双耳听阈均高于不使用耳机者;而在使用耳机的群体中,使用时间超过3年的学生又比不超过3年的学生听阈高。

  也就是说,使用耳机的人听力比不使用耳机的人差,使用时间超过3年的人听力又会进一步下降。

  今年5月14日,在伦敦举行的第130届国际音频工程协会大会上,来自美国科罗拉多州Asius Technologies公司的斯蒂芬安布罗斯报告了一项有趣的新技术。

  斯蒂芬安布罗斯是一位耳机研发的先驱人物,他曾在上世纪70年代中期发明了举世瞩目的“入耳式耳塞”,同时革新了专业监听和个人听音的技术。

  安布罗斯的父亲是一位音乐老师,曾经问过他这样一个问题:“如今乐器种类已经足够丰富,人们还能制作什么样的乐器呢?”这个问题难住了小安布罗斯。父亲回答:“室内乐器。”安布罗斯一直对此不甚理解。

  今年,他在伦敦举行的第130届国际音频工程协会大会上发言,向世界报告他在耳机研发工作中的又一项成果。

  “多年以来,使用耳机时存在的一个问题是,即使选择了最低音量,我们仍然遭遇了听力疲劳。”安布罗斯说。

  他一直把耳道仅仅看做是声音的“通道”。几经周折后,安布罗斯忽然想起父亲的那个问题,开始把焦点对准耳道本身。在他的新研究中,耳道被当做了“室内乐器”的共鸣腔。

  针对耳朵对较强声音的保护机制,安布罗斯和他的同事创造了“安布罗斯折声式耳透镜”。这是一种类似耳膜的新膜,像一个小型耳塞气球。

  在这个气球中,安布罗斯利用了名为“折声泵”的微型技术。音乐声音响起时,声波被折声泵转化为流动的气体分子流。这时候“气球”开始充气,直到完全与耳道内壁贴合。

  “气球”消除了过多的声波,也减小了耳膜受到的冲击。同时,贴在“气球”上的耳道肌肉也会传递一些声音的能量,所以音质不会受到太大的影响。

  “这项技术提高了入耳式耳塞的舒适性,是一项有新意的发明!”中国科学院声学研究所研究员李晓东评价说。

  6月底的一天,北京歌尔声学公司的实验室里,实验噪音如同室外炎热的天气一样让人感到不适。《科学时报》记者带上刘崧团队开发的概念耳机,周围顿时安静了许多。

  在刘崧的声学实验室里,各种声音的模拟器、型号和形状各异的耳塞摆满了架子。他从架子上取下一副外观最普通的耳机,给《科学时报》记者讲述了它的故事。

  刘崧是歌尔声学公司的核心技术人员。和许多制造消费电子产品耳机的开发商一样,他们也一直致力于从两个方面改进耳机的性能使耳机佩戴更为舒适、尽可能地保护听力。

  对安布罗斯的发明,刘崧持较为谨慎的态度:“这种办法看起来很新颖,能够达到舒适的效果,但没有拿到样品时我们无法确定它真正的性能,以及是否真的能保护听力。”

  入耳式耳塞虽然隔绝了外界的噪音,但是,对于大多数人来说,长时间在耳朵里紧塞着一块橡胶制品既会感到不舒服,也容易产生听力疲劳。假如使用非入耳式的普通耳塞,耳塞和耳道之间不完全密封,听音乐时又会被外界噪声干扰,不得不开大音量,还是无法在保护听力上有所作为。

  “我们还有别的办法有源噪声控制。”刘崧说。

  早在1947年,有源噪声控制技术就被提出,但直到上世纪80年代,随着信号处理技术和电子技术的高度发展才有了明显的进展。其原理在于内置扬声器发出一种声波,与噪声声波相互抵消来削弱噪声能量。

  “一直以来,这项技术被运用于高档的入耳式耳塞中,可以更多地降低外界噪声,但舒适性还是没有解决;不同的是,我们是要在非入耳式的普通耳塞上实现有源噪声控制。”刘崧补充道。

  工业上,有源噪声控制大多在开放空间中进行,如对汽车引擎噪声的有源控制、压缩机排气管道噪声控制等。刘崧和他的团队正是受到了这样的启发,去年,他们开始尝试在耳朵这个微小的“开放空间”中实现噪声控制。

  很快,这副概念耳机诞生了。它并不是流行的入耳式耳塞,几乎不存在佩戴不适的问题;同时,有源电路的设计让耳机能抵消外界的一大部分噪声。这样在嘈杂的环境下,比如地铁、公交上,也无须开大音量去聆听音乐和观看视频,在不知不觉中保护了听力。

  拿着他们亲手制作开发的概念耳机,刘崧显得有些激动:“类似这样设计的耳塞目前在市面上还没有见到过。”

  优秀的产品有时候会遇到糟糕的市场。李晓东对缓解听觉疲劳的各种新型耳机也有这样的担忧。

  他认为,正是使用者本人对听力疲劳负有很大的责任。“比如,有的人喜欢感受低频率的声音,而低频声音在嘈杂的环境中不容易被听到,他们会不自觉地将耳机的音量调高。”李晓东解释,“如果做耳机的把低频声音过滤掉了,消费者自然就不会选择这款耳机了。”

  更为严重的是,人们常常在地铁、公交车、路边及其他嘈杂环境中使用耳机听音乐。安静环境下,人们通常使用70分贝左右的音量听音乐。而嘈杂环境中,音乐声至少要达到100分贝,这就足以造成听力损伤了。

  早在2001年,美国就有一项调查显示,6岁到19岁学生群体中12.5%的人被发现因噪音引起听阈上移的症状。听阈上移意味着听力减退,听阈越高,听力越差。

  更让人意想不到的是,生理学上,“听力疲劳”在很大程度上因为耳朵的一种保护机制而加剧:当声音传入封闭的耳道中,会引起耳道肌肉的紧张,从而衰减耳膜感受到的声音。这样,我们听到的声音变小,人们往往选择把播放器的声音调大,对耳膜的伤害可能变得更加严重。

  对此,刘崧则认为,无论消费者的选择如何,对厂商而言,最重要的是真正关注用户需求和满足用户需求。他对这类耳机未来的市场充满了信心:“我们还在对这副概念耳机进行各方面性能的测试,我相信它能大大提升用户体验,市场需要这样的产品。”

本文由永利皇宫643.com于2019-01-22日发布