"Hej Goosilexa, kan jag bada?" Idag, vi får syntetiskt talade svar på frågor som syftar till att hjälpa till att göra våra beslut lättare. Alltmer, röstbaserade tjänster infiltrerar vardagen. Stora hårdvaru- och innehållsleverantörer som Apple, Google och Amazon har länge utvecklat sina företag med kraftfulla personliga röstassistenter.

2016, Bragi, en startup baserad i München, lanserade The Dash, den första så kallade "hörbara, " satte igång utvecklingen av "Internet of Voice" med trådlösa hörlurar. Tack vare möjlig allestädesnärvaro i örat, varutjänster såväl som möjligheter till personlig assistans kan snart bli lika vanliga som smartphones är idag.

Idén om ett Internet of Voice som permanent bärs i örat håller på att ta form, banar väg för hörbara att befria sig från tillbehörsstatus som bara uppspelningsenheter och flytta för att göra anspråk på arvet från smarttelefonen. Sekretess och dataskydd och tillförlitlig användaridentifikation är två faktorer som är nyckeln till att säkerställa acceptans. Kräver kraftfull edge computing för taligenkänning, semantisk bearbetning och läsning av det "akustiska fingeravtrycket" är nödvändigt för att stödja dessa faktorer.

Ungefär som en personlig brandvägg, användare bör i slutändan sätta sina egna regler som reglerar vilket talat innehåll som släpps till molnet och vilket är begränsat till lokal användning i hörbara. Hörapparaternas energibehov bestäms därför av radiogränssnitt och ljudprocessorer. Det är tydligt att energieffektiva komponenter behövs för att säkerställa maximal önskad körtid. Eftersom det mänskliga örat naturligtvis ger mycket begränsat utrymme för ett batteri, komponenter måste fungera till lägsta möjliga energibudget.

Tillsammans med Brandenburg Technical Universtiy Cottbus-Senftenberg (BTU), forskare vid Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems (IPMS) i Dresden och Cottbus har utvecklat en ny, energieffektiv akustisk omvandlarprincip för in-ear-högtalare. Denna centrala kärnkomponent har nu presenterats i detalj för första gången i Naturens mikrosystem och nanoteknik .

Använder inte längre ett konventionellt membran, Den nya akustiska omvandlarprincipen består av böjande ställdon som liknar strängarna på en harpa placerade inom volymen av ett kiselchip. Nya typer av elektrostatisk böjning av Nano-e-Drive (NED) ställdon har integrerats i den 20 µm tunna böjgivaren. Ljudsignalens spänning får ställdonen att vibrera. För att förhindra akustisk kortslutning på båda sidor, ett team av forskare ledda av Bert Kaiser, Holger Conrad och professor Harald Schenk sammanfogade två lager av kiselskivor med ingångs- och utgångsslitsar på toppen och botten av böjaktuatorn. Ljud genereras därför i mikroskopiskt små luftkammare på grund av rörelsen av NED-ställdon i kiselchipset. Den akustiska omvandlarprincipen möjliggör en komplett kiselbaserad teknologi och möjliggör tillverkning av en mikrohögtalare som ett mikroelektromekaniskt system (MEMS).

IPMS-forskare och deras BTU-kollegor har bevisat den helt nya transduktorprincipen med mätningar utförda i laboratoriet. Intressant, principen användes för att demonstrera ljudtryck över 100 dB på ett litet chipområde. Att samtidigt främja miniatyrisering och öka ljudstyrkan och ljudåtergivningen över ett särskilt stort frekvensområde utgör nästa viktiga utmaning. Målet är att generera 120 dB från mindre än 10 mm ² chip område. Att kombinera den elektrostatiska omvandlarprincipen med elektroniska förstärkarkretsar lovar energieffektiva system som, förutom att de används i in-ear-headset, är särskilt lämpliga för användning i hörbara eller till och med hörapparater. En känslighet på 100 dB/mW för hela systemet rapporterades i publikationen.

Kiselteknologin som beskrivs i publikationen är kompatibel med typiska mikroelektroniktillverkningsprocesser (CMOS-kompatibilitet) och använder inte speciella material som bly-zirkonium-titanat (PZT). Faktiskt, infrastrukturen för elektronikintegration, förpackningar och massproduktionen finns därför redan. Att jämföra dagens situation med tillståndet för MEMS-baserade mikrofoner för mer än 10 år sedan, kommersiell framgång med hög marknadspenetration kan förväntas för den nya NED-baserade MEMS-ljudgivaren. Enligt professor Harald Schenk, planer på att grunda ett nytt företag för marknadsföring av mikrohögtalaren pågår.