※Ảnh minh họa loa hình con vịt: Gizmag
Nếu bạn đang nghĩ “Sao cơ? Chỉ đơn giản là in 3D chiếc vỏ bên ngoài rồi lắp loa vào bên trong là xong thôi mà?” thì có thể bài viết này sẽ làm bạn phải suy nghĩ lại.
Việc tạo ra một chiếc loa bằng cách lắp ghép các thành phần được chế tạo bằng phương pháp in 3D (vỏ, cuộn dây, nam châm …) đã được các nhà nghiên cứu tại Đại Học Cornell thực hiện từ cách đây khá lâu. Thế nhưng các nhà nghiên cứu tại Disney lại suy nghĩ theo một hướng khác, để tạo những chiếc loa 3D có khả năng tương tác cao và không bị giới hạn về hình dạng. Điểm đặc biệt là khả năng phát thanh có thể được tích hợp lên toàn bộ hoặc một phần của vật thể tùy ý. Hãy tưởng tượng việc in toàn bộ chiếc loa một lúc với hình dạng của …cô bé lọ lem Cinderella, và khi có tín hiệu đi vào thì trên toàn cơ thể hoặc chỉ từ bộ quần áo sẽ có tiếng động phát ra chả hạn.
Với các hình dạng từ vịt cao su, đến một vòng xoắn ốc đầy trừu tượng, những chiếc loa in 3D nhỏ nhắn của Disney có khả năng tạo ra âm thanh với độ lớn khoảng 60 dB và không cần dùng pin. Theo nhóm nghiên cứu, những chiếc loa này có thể tạo ra âm thanh tần số cao trung thực như tiếng của các nhạc cụ có dây, tiếng chim, người, các loại động vật khác hay tiếng những bíp tạo ra bởi máy tính. Tuy nhiên, chúng lại khá kém hiệu quả khi thực hiện những âm thanh ở tần số thấp. Những chiếc loa được chế tạo dựa trên công nghệ loa điện tĩnh (electrostatic speaker technology), và không có thành phần cử động nào.
Mỗi loa được cấu thành bởi một tấm điện cực, và một màng dẫn điện, ngăn cách với nhau bởi một lớp không khí mỏng. Khi sóng tín hiệu âm thanh cao tần được đặt vào điện cực, màng dẫn điện sẽ bị biến dạng và tạo thành âm thanh. Hiện tại, những nguyên mẫu đầu tiên vẫn cần một chút thao tác và lắp ghép bằng tay (bề mặt dẫn điện được tạo ra bằng cách phủ sơn dẫn điện từ nickel), do hiện nay vẫn chưa có máy in 3D đa vật liệu nào có khả năng in mực dẫn điện (conductive inks).
“Chỉ trong vòng 5 đến 10 năm, một máy in 3D với khả năng in vật liệu dẫn điện sẽ có thể tạo ra những chiếc loa chỉ bằng một lần in,” ông Yoshio Ishiguro, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Nghiên Cứu Disney cho biết.
Việc cầm những chiếc loa này khi chúng đang hoạt động hoàn toàn đảm bảo an toàn, do phần màng chắn được nối đất, và việc tay trao tay những chiếc loa cũng không làm ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh. Theo tuyên bố của các nhà nghiên cứu, việc thêm khả năng phát thanh vào một phần hoặc toàn bộ bề mặt của những chiếc loa này chỉ đơn thuần là việc điều chỉnh tầm màng dẫn được in bằng 3D mà thôi.
Ví dụ, chiếc loa hình xoắn ốc chứa một miếng màng in 3D đặc biệt, gắn vào phần thân loa bằng hợp chất silicone, cho phép phát âm thanh từ những bề mặt phẳng của nó. Còn đối với chiếc loa hình con vịt, để cho âm thanh có thể phát ra từ toàn bộ cơ thể, nhóm nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật gia công mới, sử dụng khuôn âm (negative mold), tạo ra những miếng màng phủ khắp toàn cơ thể. Chiếc màng này rất bền, mỏng và mô phỏng hình dạng của con vịt.
Theo các nhà nghiên cứu, những bước thực hiện bằng tay trên hoàn toàn có thể được giảm bớt khi máy in 3D đa vật liệu và có thể in mạch, điện cực được phát triển. Thêm vào đó, việc tạo ra những chiếc loa đa hướng hay loa hình nón có định hướng đều khả thi. Bởi hướng phát thanh có thể được điều khiển bởi hình dạng của loa và cách sắp xếp các chuỗi điện cực.
Những chiếc loa này cũng có thể tạo ra sóng siêu âm mà con người không thể nghe thấy. Điều đó mở những ứng dụng khác của chúng bằng cách xác định vị trí và theo dõi sóng siêu âm đó. Ví dụ, nếu một người đặt chiếc loa in 3D hình con vịt lại gần một cái micro của máy tính (hiện đang bật một chương trình kể truyện nào đó). Phần mềm sẽ xác định tín hiệu siêu âm và giải mã ID của nhân vật, tạo ra hình ảnh hoạt hình tương ứng trên màn hình.
Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là tạo ra những chiếc loa 3D đơn giản đến mức người thiết kế có thể dễ dàng túm và thả những chiếc loa này vào một thiết bị hoặc vật thể khi đang thiết kế, giống như việc thêm một yếu tố (elements) trong các phần mềm hỗ trợ thiết kế (CAD). Hiện,họ đang nghiên cứu cách thức để in 3D những chiếc loa có kích thước lớn và in thành chuỗi.
Công nghệ này được phát triển bởi Ishiguro và Ivan Poupyrev, một cựu thành viên nghiên cứu tại Trung Tâm Nghiên Cứu của Disney tại Pittsburgh, và đã được trình diễn tại hội nghị Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI) ở Toronto, Canada.
Bạn có thể tìm hiểu nhiều hơn về công nghệ này trong clip dưới đây:
Biên dịch: Trungmaster, theo Gizmag
