Lydkrigen

Historien er fyldt med rivaliserende opfindere, der kæmper mod hinanden for at bringe banebrydende kreationer på markedet: Howe og Singer over symaskinen, Bell og Gray over telefonen, Edison og Swan over pæren. I mange tilfælde fortsatte vinderen med at blive et kendt navn og industriens kaptajn, mens taberen i det væsentlige blev glemt.

Nu, i den samme tradition, sætter to opfindere hver især krav på en ny lydteknologi, som erhvervskunder siger vil have et enormt marked inden for de næste fem år. Kendt som retningsbestemt lyd bruger den en ultralydssender til at skyde en laserlignende stråle af hørbar lyd, der er så fokuseret, at kun mennesker inden for en smal sti kan høre den. Det er fænomenalt, siger Simon Beesley, en audio marketing manager for Sonys europæiske forretningsdivision. Hidtil har Sony kun solgt en håndfuld retningsbestemte lydsystemer til specialinstallationer i butikker og andre steder, men i sidste ende, siger Beesley, vil dette uden tvivl blive et produkt, der koster mere end en milliard dollars.

Denne historie var en del af vores maj 2004-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Men hvem vil gøre krav på den milliardpræmie? Elwood Woody Norris fra Poway, CA-baserede American Technology Corporation (ATC) og F. Joseph Pompei fra Watertown, MA's Holosonic Research Labs, har udnyttet det samme videnskabelige princip til at skabe konkurrerende retningsbestemte lydsystemer, og hver insisterer på sin version vil transformere akustikken. Norris og Pompei forestiller sig begge en familie på fire, der sidder i en bil og nyder fire forskellige musikalske udvalg eller radioudsendelser på én gang – uden høretelefoner. De ser også reklametavler eller displays på gadeplan i detailhandelssteder, der kun taler til én forbipasserende forbruger ad gangen, eller en overfyldt messe, hvor kakofonien fra tusindvis af produktdemonstrationer er erstattet af tusindvis af fokuserede lydstråler begrænset til deres egen. udstillinger. I stedet for at bruge en megafon, kunne en politibetjent kontrollere folkemængder ved kun at rette sin stemme mod en person, der skaber forstyrrelse. Det ultimative mål, siger begge opfindere, er at erstatte et stort antal af de millioner af højttalere, der sælges hvert år til hjemmeunderholdning og personlige computersystemer med retningsbestemte lydenheder.

De deler måske en vision, men disse duellerende opfindere kunne næppe være mere forskellige. Woody Norris er en 65-årig vestkystmaverick uden universitetsgrad, som fik det meste af sin formelle uddannelse under et ophold som radartekniker i det amerikanske luftvåben for mere end 40 år siden. Indehaveren af ​​et engang værdifuldt, men for længst udløbet patent på diagnostisk ultralyd, har den selvlærte opfinder tjent en personlig formue, som han anslår er i titusindvis af millioner dollars ved at opfinde lydenheder, herunder en FM-radio i høreapparatstørrelse , en serie af stemmeoptagere med flashhukommelse og billydsystemer og flere modeller af mobiltelefonheadset. Han har arbejdet på, hvad han kalder hypersonisk lyd i store dele af det sidste årti og hævder at have investeret 40 millioner dollars i udviklingen. Han har en intuitiv forståelse af fysik og elektronik, siger Curt Edgar, senior manager for avanceret teknologi hos DaimlerChrysler, som har mødtes med Norris til demonstrationer. Han har også en utrolig vedholdenhed.

I skarp kontrast er Joe Pompei en 30-årig østkyst-entreprenør med imponerende uddannelsesmæssige kvalifikationer, men kun lidt track record som opfinder: hans Audio Spotlight-system er hans første store opfindelse. I gymnasiet og i pauser fra college, mens han arbejdede på deltid for Bose, Framingham, MA, højttalerproducenten, noterede Pompei sig begrænsningerne ved traditionelle højttalere. Men, siger han, ledere hos Bose var ikke interesserede i at høre om fremtiden for lyd fra en 20-årig. Efter at have modtaget sin elektroingeniørgrad fra Rensselaer Polytechnic Institute, fortsatte han med sin mastergrad i psykoakustik ved Northwestern University. Han fortæller, at det var der, i midten af ​​1990'erne, at han fik ideen til at bruge lydløs ultralyd som en måde at producere hørbar lyd på. Jeg blev betragtet som en gal videnskabsmand, husker Pompei.

Han demonstrerede først det grundlæggende princip på MIT Media Laboratory. Mens han afsluttede sin ph.d.-grad ved MIT i 2002, lancerede Pompei Holosonic, hvor han opstartede virksomheden med blot et par tusinde dollars af sine egne forskningsstipendier. Pompeis system opfører sig virkelig som et søgelys, siger David Rabkin, vicepræsident for teknologi ved Bostons Museum of Science, som bruger systemet i en udstilling. Du retter strålen mod én person og lyser dem op med lyd. Men når du træder uden for strålen, falder lyden hurtigt af.

Opfindernes teknologier og visioner er slående ens. Så det er sandsynligt, at forskellene i deres personligheder, baggrunde og forretningstaktik vil være afgørende faktorer i beslutningen om, hvem der er den første til at overvinde de vejspærringer – inklusive høje omkostninger, mangel på masseproduktionsstandarder og præstationsknæk – der står mellem dem og de lukrative markeder, de begge forestiller sig. Hvilken af ​​dem der sejrer, hvis en af ​​dem, vil tale meget om den relative værdi af uddannelse og erfaring, ungdom og visdom – og måske held og timing – for at sikre en opfinders plads i historien.

At høre ting

En ting, Pompei og Norris har tilfælles, er dette: hver af dem lærte hurtigt, at han i jagten på retningslyd var på vej ned ad en sti, som andre havde betrådt før. Norris siger, at han først fik ideen til det, der er blevet hans Hypersonic Sound-system i slutningen af ​​1970'erne. Han havde for nylig rejst penge ved at sælge aktier i en af ​​sine startups, og han ledte ivrigt efter sin næste store ting. Jeg var uvidende og naiv nok til at tro, at jeg var den første, der tænkte på det her, siger han. Men da han forskede i gamle patenter og publikationer, kom der navne ud af væggen. Folk har prøvet dette i halvtreds år. Pompeis egen forskning afslørede, at store japanske virksomheder havde undersøgt konceptet i begyndelsen af ​​1980'erne, men opgav deres søgen, idet de havde mistanke om, at teknikken ville producere forvrænget lyd eller kræve for meget kraft til at være til nogen nytte.

Både Norris og Pompei mener, at de har løst de fleste af de problemer, der hindrede deres forgængere. Hvert af deres systemer indeholder en signalprocessor, en forstærker og en pladelignende enhed, der udsender ultralydsstråler. I sit forstadslaboratorium i San Diego tilslutter Norris sin Hypersonic Sound-emitter til en almindelig bærbar cd-afspiller til en demonstration udenfor på parkeringspladsen. Når han peger enheden mod en besøgende, der står omkring 20 meter væk, kan den besøgende tydeligt høre lyde lige fra et vandfald til jazzmusik. Men når Norris peger senderen til venstre eller højre eller op mod himlen, hører den besøgende overhovedet ingen lyd. Inde i laboratoriets konferencerum dirigerer Norris senderen mod vægge og kaster lydstrålerne tilbage, så de ser ud til at komme fra pletter på væggen i stedet for fra selve enheden.

Det er let at se, hvorfor retningsbestemt lyd er cool, men det er langt sværere at forstå, hvordan det virker. Traditionelle højttalere genererer hørbare lydbølger, der spreder sig i alle retninger som krusninger fra en sten, der er smidt i en dam. Norris og Pompeis enheder genererer i stedet smalle, laserlignende stråler af ultralydsbølger, som har en frekvens over 20.000 hertz, den øvre grænse for, hvad det menneskelige øre kan registrere. Både hørbare lydbølger fra traditionelle højttalere og ultralydsbølger fra et retningsbestemt lydsystem forvrænges, når de rejser gennem luften; i et traditionelt lydsystem forringer forvrængningen lidt den lyd, som en lytter i sidste ende hører. Men i et retningsbestemt lydsystem er forvrængningen faktisk den mekanisme, der genererer den hørbare lyd, og bryder ultralydsbølgerne til lavere frekvens, hørbare lydbølger langs en lige, smal bane.

Skru op for lydstyrken

De to opfinderes veje løber på den anden side sammen på en markedsplads, hvor erhvervskunder vil blive vundet og tabt. Sammenstødet er allerede voldsomt. Pompei siger for eksempel, at hans er det eneste retningsbestemte lydsystem, der er blevet indbygget i et køretøj fra en større producent.

Faktisk, for tre år siden, da Audio Spotlight var en del af et projekt på MIT Media Lab, inkorporerede forskningssponsor DaimlerChrysler faktisk en prototype i en konceptbil med transducere placeret over hvert af de fire sæder i kabinen. Funktionelt fungerede det, siger Daimlers Edgar. Men der var en hovedfejl: bjælkerne ville hoppe af sæderne og andre overflader og aflede lyden mellem zonerne. På grund af denne ulempe og de høje omkostninger ved systemet forfulgte bilproducenten det ikke yderligere. I stedet kom Edgar for et år siden i kontakt med Norris. ATC har gjort flere fremskridt med hensyn til omkostninger og fremstilling og ydeevne, siger Edgar. De er et par generationer længere end, hvor Holosonic var. Alligevel mangler Norris' system endnu at være indbygget i et køretøj, og der er ingen umiddelbare planer hos Daimler om at gøre det.

Norris indrømmer, at han arbejder på at forbedre ydeevnen af ​​sit Hypersonic Sound-system. Et problem er teknologiens nuværende manglende evne til at producere lave bastoner, en mangel som Pompeis system deler. Men Norris siger, at Sony allerede er ved at udrulle produktet i Europa. Sonys Beesley bekræfter, at virksomheden til dato har distribueret hundredvis af Hypersonic Sound-systemer, som den integrerer med sine plasma-videoskærme til specialapplikationer. Han siger, at stormagasiner, banker og museumsudstillere bruger teknologien til at sende lyd til kunder og besøgende i bestemte områder. Det har et kæmpe potentiale, siger Beesley. Systemets vigtigste begrænsning, tilføjer han, er dets pris. Det er stort set håndbygget lige nu, siger han, til en pris på omkring 1.000 dollars pr. Vi kigger på forskellige industrielle designs for at gøre det billigere og nemmere at producere. Målet er en pris på mindre end $100 pr. installation. Daimlers Edgar siger, at et lignende prispunkt er afgørende for at gøre retningsbestemt lydteknologi konkurrencedygtig med traditionelle bilstereohøjttalere.

Til $1.000 til $2.000 pr. system lider Pompeis Audio Spotlight af det samme høje omkostninger, lav-produktions-kvantitetssyndrom. Tidlige kunder som Steelcase, der tester det til kontormiljøer, og Cisco, som har installeret det i virksomhedernes lobbyer, har kun købt nogle få enheder hver.

Mens ATC og Holosonic kapløb om at transformere deres systemer fra avancerede kuriositeter til husholdningsartikler, siger Norris, at han stoler på sine patenter for at beskytte sin intellektuelle ejendom på markedet. På den front ser det ud til, at han har kanten på Pompei. Norris har omkring 20 udstedte patenter, der dækker forskellige aspekter af retningsbestemt lydteknologi, og han siger, at 20 yderligere er under behandling. Pompei siger, at han har omkring et dusin afventende patenter, inklusive to vigtige, men kun én, der er blevet udstedt indtil videre.

I betragtning af ligheden i Pompejis og Norris' teknologier og visioner vil råbekampen sandsynligvis blive højere. Den ene ting, de to opfindere kan blive enige om, er, at retningsbestemt lyd har reelle langsigtede muligheder, især når det kommer til at fortrænge den allestedsnærværende højttaler, der blev opfundet for mere end 80 år siden. Selv de bedste højttalere, er de enige om, udsat for forvrængning, og deres rundstrålende lyd er irriterende for folk i nærheden, som ikke ønsker at lytte. Det, der mangler at blive set, er, hvilken af ​​disse to opfindere, hvis en af ​​disse to opfindere vil blive den retningsbestemte lyds Alexander Graham Bell, og hvilken der bliver Elisha Gray.

skjule