2025年09月15日
第A11版:科创企业

定向发声技术实现公共空间“声景分区”

  ▶  本报记者 刘琴

  广场舞音响、校园课间操广播、广告大喇叭……它们在发挥实用价值的同时,也可能会给人们带来噪声污染。

  如何才能降低人为噪声污染?近日,记者在苏州高新区企业苏州清听声学科技有限公司(以下简称“清听声学”)采访时找到了答案。

  专注声学创新技术研发

  2015年3月,连续创业者栗振与中国科学院声学研究所博士匡正联合创办企业“清听声学”,致力于声学创新技术的研发和应用。该企业的核心技术源于中国科学院声学研究所的定向发声技术等前沿研究成果。

  据了解,噪声污染是公认的城市环境公害。声音超过85分贝有可能会影响听力健康;长期工作在90分贝以上的噪声环境中,耳聋发病率会明显增加。

  清听声学联合创始人兼首席技术官匡正在接受本报记者采访时表示,定向发声技术能够打破传统声场限制,实现声音“如光束般精准投射”,填补国内相关技术的空白,并率先完成技术产品化与商业化应用,可以有效解决噪声污染治理难题。

  匡正告诉记者,在突破噪声污染技术的过程中,该企业初期面临的核心挑战是将实验室的定向发声技术转化为实用产品。在这一过程中,既要解决声音控制方面的技术、开放环境噪声扩散等技术难题,又需要克服成本高等问题。

  技术突破转折点在2019年。彼时,在苏州公园“静音工程”中,清听声学研发的智慧舞场系统通过定向声场控制首次成功验证了公共空间“声景分区”的可行性,成功化解了广场舞扰民矛盾,并作为“苏州经验”被写入《2020年中国环境噪声污染防治报告》,清听声学也迈出规模化应用第一步。

  据悉,该系统已在苏州公园、苏州新区公园、苏州科技城(东渚街道)龙惠社区等地投入应用,达到了广场舞不扰民的效果。

  智慧舞场系统获得市场认可后,清听声学团队持续迭代技术。2020年,针对校园场景,清听声学成功研发“安静操场系统”;2021年,针对教育场景研发推出“教室均衡声场系统”。

  颠覆性技术突破的奥秘

  作为国内最早实现定向声技术产品化和商业化的企业,清听声学年均研发投入强度超过20%,驱动定向声技术体系持续进化。作为清听声学持续技术创新的“法宝”,定向发声是如何实现的?

  “人们在日常环境中听到的声音都是向四面进行扩散传播。因此,公共场所不同的声源常常相互干扰。”匡正告诉记者,清听声学研发的定向声系统可通过数字信号处理(DSP)芯片将普通声音转换成能定向传播的超声波信号,然后经由特制的超声波扬声器将超声波定向投射到倾听者所在的局部空间内,从而形成一个类似于聚光灯光柱的“超声柱”。

  在定向发声技术持续研发过程中,清听声学注重产学研一体化,积极与中国科学院声学研究所、清华苏州环境创新研究院、华东理工大学、西安交通大学等高校院所,在声学、软件算法和系统应用等领域开展深度合作,助力政产学研用一体化发展,推进产业链创新链深度融合。

  谈及企业研发这项颠覆性技术的秘诀,匡正表示,10年来,清听声学以专注精研打造核心技术“利刃”,以极致匠心雕琢满足痛点的产品,借力大院大所的权威背书与生态协同,实现了技术的快速验证、标准引领与规模化落地。“技术深潜+产品极致+生态共赢”的模式是清听声学在噪声污染控制领域实现颠覆性突破并持续引领行业的核心竞争力。

  拓展“声音+”应用场景

  每天上午9点半,苏州高新区东渚实验小学的操场上都会响起课间操的音乐声。这所学校位于居民社区的正中心,与最近的居民楼仅有一墙之隔,以往课间操的音乐声会影响周边居民的生活和休息。

  今年年初,清听声学“安静操场系统”在东渚实验小学投入使用。“如同建立了一圈无形的隔声墙,将广播的声音限定在操场特定区域。自从学校使用了这项技术,我们再也感觉不到吵闹了。”在学校周边居住的一位居民说。

  依托自主研发的定向发声技术,清听声学不断加速“方案设计—系统集成—产品落地”的全过程转化能力,推动定向发声技术到全场景的深度融合,为教育、城市文体旅等领域定制智慧化声学解决方案,推动创新成果在各类典型场景中实现落地见效。

  此外,基于定向发声技术,清听声学还跨界融合显示技术,以透明薄膜材料结合半导体工艺研发了屏幕定向发声技术。

  “研发此技术,工艺和材料等都面临突破难点。因为这是独创技术,没有先例可参考借鉴,我们通过数年时间来进行突破和创新。”匡正说,目前,清听声学已完成3次重大技术突破,成功研发了最新一代屏幕定向发声技术——聚音屏,并拥有该技术完整的全球专利体系,已将该技术成功应用到车载屏幕、笔记本电脑等消费端,开创了“私域声场”新场景。

  作为国家专精特新“小巨人”企业,清听声学构建起涵盖定向发声、声源定位、声音成像、声音检测和均衡声场控制的技术矩阵,累计拥有450余项知识产权和250余项专利。

  “我们将继续融合声学技术与行业需求,拓展‘声音+’在各行业创新应用解决方案落地。”匡正说。

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