Redaktörens anmärkning:Regeringen och akademiska utredare fortsätter att undersöka rapporter från Kuba om att från 2016 och fortsätter till 2017, Amerikanska och kanadensiska diplomater och turister kan ha blivit utsatta för ett "soniskt vapen, "skadar deras hörsel, orsakar illamående, talproblem och potentiellt även lindriga hjärnskador.

Elektroteknik och datavetenskapsprofessorer Wenyuan Xu från Zhejiang University och Kevin Fu från University of Michigan förklarar sin forskning, vilket tyder på ett mer troligt scenario med slarvig teknik, och vad ultraljudsfrekvenser (som kan användas för att överföra information som samlas in av lyssningsapparater) som färdas genom luften kan – och inte – göra.

1. Vad är ultraljud användbart för?

Den mest kända användningen för ultraljud-högfrekventa ljudvågor som mänskliga öron inte kan höra-är en medicinsk utrustning som används för att undersöka ett foster under graviditeten. Men det finns många andra användningsområden.

Många kontor har beläggningssensorer som använder ultraljud för att upptäcka rörelser och hålla lamporna tända när någon befinner sig i ett utrymme, och av när ingen är i närheten. Dessa sensorer fungerar vid frekvenser som 32 kilohertz, långt över vad det mänskliga örat kan höra - vilket är ett intervall från 20 hertz till 20 kilohertz.

Andra produkter använder ultraljud för att leverera riktat ljud, till exempel att låta ett museum spela upp en inspelning för besökare i ett område av en utställning utan att störa andra i närheten. Elektroniska skadedjursbekämpningsmedel använder ultraljud för att hålla gnagare eller insekter i avstånd.

En liknande produkt kan till och med användas för att sprida tonåringar; åldrande tenderar att minska människors förmåga att höra högfrekventa ljud, så en bullermakare kan störa unga människor utan att vuxna ens märker det. (Detta har också låtit tonåringar skapa smartphone -ringsignaler som deras äldste inte kan höra.)

2. Vad kan gå fel med ultraljud?

Luftburet ultraljud är inte dåligt i sig. Men saker kan gå fel. En före detta kollega till Kevins brukade höra konstiga ljud från sin hörapparat när han var i rum med beläggningssensorer, troligtvis för att hörapparatens elektronik felaktigt omvandlade ultraljudet till hörbara ljud. Dessa ljud var irriterande, men inte skadligt. Ett liknande problem befläckade en av våra studenters forskning, utförs i ett rum som, okänt för honom, hade en ultraljudssensor för rumsbeläggning i taket.

Både ultraljud och människoljud kan också påverka elektronik. Till exempel, en av oss har forskat där noggrant utformade ultraljudssignaler i hemlighet aktiverar röststyrningssystem, till och med låsa upp en iPhone med ett tyst "Hey Siri"-kommando, och berätta för det att ringa ett FaceTime -samtal.

Ljud kan också påverka den fysiska världen, som när en sångare krossar ett vinglas. Mikroelektriska mekaniska avkänningschips - som accelerometrar som används i bilkrockkuddarsystem och smartphones, och gyroskop i drönare - är mottagliga för samma störningar. Dessa system kan attackeras med ljud, kraschade en drönare mitt i flygningen, eller lura en smartphone om det rör sig.

3. Ska människor oroa sig för att ultraljud orsakar kroppsskada?

Det är välkänt att för höga ljud kan skada människors öron och hörsel. Dock, det finns få bevis för att ultraljud orsakar kroppsskada utan långvarig, direkt fysisk kontakt vid hög intensitet. Om du av misstag utsätts för extremt intensiv ultraljud (t.ex. när du håller i en ultraljudsbågsvetsare), du kan uppleva irritation som huvudvärk eller tillfällig förlust av balans.

Akademiker är oense om säkra nivåer av luftburet ultraljud. USA:s arbetsmiljöadministration varnar för potentiella hälsorisker från hörbara subharmoniska biprodukter från ultraljud, mer än själva ultraljudet.

Många djur kan höra högre frekvenser än människor. Hundar kan höra visselpipor, till exempel. En av våra elever märkte att hans husdjurssköldpaddor började dansa rytmiskt när han utförde ultraljudsexperiment!

4. Vad kan ha hänt på Kuba?

I början av 2017, Amerikanska diplomater på Kuba rapporterade att de hörde konstiga metalliska ljud, och lider av hörselnedsättning och annan neurologisk skada. Senare rapporter om liknande effekter kom från kanadensiska diplomater och turister från både Kanada och USA. Möjliga förklaringar har varierat:Vissa har påstått att Kuba använt ett okänt ljudvapen, medan andra har skyllt på "masshysteri".

Vår forskning ger en ny förklaring som andra inte tidigare tänkt på:Den verkliga orsaken kunde ha varit utrustning som försökte lyssna på diplomaternas och besökarnas konversationer.

Vi kunde använda ultraljudstoner för att skapa ljud som de som beskrevs och spelades in på Kuba. Ingen enda ultraljudssignal skulle göra detta, men som med musikaliska kombinationstoner, att kombinera mer än en kan skapa hörbara biproduktljud, inklusive av en slump.

Ytterligare, Vi skapade en proof-of-concept avlyssningsenhet som skulle spela in hörbara konversationer och överföra inspelningarna till ett närliggande övervakningsteam över en ohörbar ultraljudslänk. När vi placerade en andra ohörbar ultraljudsenhet i området, vi kunde skapa störningar - tekniskt kallade "intermodulationsförvrängning" - mellan de två signalerna som gav liknande ljud som de som spelades in på Kuba. Vi kunde till och med styra volymen på de hörbara ljuden genom att variera styrkan på ultraljudssignalerna.

Utan ytterligare bevis, vår forskning identifierar inte vad som faktiskt hände på Kuba, men det ger en rimlig förklaring till vad som kan ha hänt, även om tjuvlyssnarna inte försökte skada människor.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.