美国杜克大学开发出世界首个三维声隐身斗篷

[根据2014年3月12日英国工程师网站上的一份报告，美国杜克大学的工程师利用军事资金推出了世界上第一件三维声学斗篷。该设备可以使声波绕过，并且声波无法探测到斗篷内的任何东西。

这种声学隐形装置可以在三维空间的任何角度工作，不管声音来自哪个方向，也不管观察者在哪里。该设备有望在未来用于声纳回避和建筑声学。

北卡罗来纳州杜克大学电气和计算机工程教授史蒂文·库默(Steven Cummer)说，这件斗篷的特殊之处在于它能挡住声波。声波表现得好像那里什么都没有，“只有一个平面”

为了实现这个目标，康默和他的同事转向超材料，通过重复自然材料的组合模式来实现人工属性。为了开发一种新的声学斗篷，控制声波行为的材料是塑料和空气。建成后，该设备看起来像几个重复的穿孔塑料基板堆积在一起的模式，类似于一个金字塔。

为了制造下面没有物体的错觉，斗篷必须改变声波的轨迹，以匹配平面上的反射。由于声音无法到达较低的表面，因此传输距离较短，必须减慢速度以进行补偿。

康默在一份声明中说:“我们建造的结构看起来很简单...但我向你保证，这是一个非常复杂的结构，比看起来更有趣。我们投入了大量的能量来计算声波将如何与它相互作用。这不是一朝一夕的事。”

为了测试隐形设备，研究人员用斗篷盖住一个小球体，然后从不同的角度发出短脉冲。他们使用麦克风来绘制声音响应，并制作声波在空气中传播的视频。实验结果表明，这种斗篷的行为就像声波反射到空表面一样。

实验表明，该技术是可行的，康默认为该技术有几个潜在的商业应用。“我们在空中和水下进行的测试声波是相似的，所以一个明显的潜在应用是避开声纳，”康默说，“但是礼堂和音乐厅的设计——你也可以在任何你需要控制它们的地方使用声学。”。

这项研究由美国海军研究办公室和美国陆军研究办公室的多学科大学研究项目资助。