Наушники с технологией костной проводимости

7 июля 2017

Звук через кости

Макс Любин

Привет!

Являясь заядлым велосипедистом и одновременно меломаном, я длительное время искал для себя возможность совместить прослушивание музыки с поездками на велосипеде без ущерба для безопасности.

Среди испытанных вариантов были самые разнообразные аудио устройства, начиная от проводных «вкладышей» и заканчивая беспроводными «затычками», транслирующими окружающие звуки внутрь с помощью специальных микрофонов. Кроме этого, была попытка использовать внешнюю колонку, но в этом случае звук просто сдувает на больших скоростях, и необходимость прислушиваться к музыке больше утомляет, нежели приносит удовольствие. В итоге, ни один из этих вариантов не перекрывал всего спектра предъявляемых требований.

В процессе проб и тестов я вспомнил, что когда-то давным-давно сталкивался с mono-гарнитурой, которая не имела ни динамика, ни арматурного излучателя, а звук передавала через кости черепа. К сожалению, за давностью лет (было это году в 2011), не могу вспомнить, какого именно производителя было устройство, но это и не важно. Важен сам факт, что подобные устройства есть, и должны как нельзя кстати, подойти под мои требования. Вспомнив об этом, подумал, что с той поры, наверное, много кто решил заняться доработкой такой необычной и революционной технологии.

Каково же было мое удивление, когда поиск выдал всего несколько компаний, вплотную занимающихся разработкой потребительской электроники на базе этой технологии.

Почему? Неужели производить подобные устройства очень сложно?

Для того, чтобы понять, почему таких устройств мало на рынке, давайте попробуем узнать что же это такое.

Технология, лежащая в основе работы подобных устройств, использует такое явление как костная проводимость. Вот что нам говорит об этом Википедия: Костная проводимость — передача звука во внутреннее ухо через кости черепа. Посредством костной проводимости звук могут воспринимать люди, как с нормальным, так и с ослабленным слухом.

Учитывая необычность работы подобных устройств, может показаться, что открыт эффект был совсем недавно и просто еще недостаточно исследован. Однако, как оказалось, это совсем не так.

Впервые слуховой аппарат, использующий технологию костной проводимости, был описан в 1923 году Хьюго Гернсбэком, под названием «ософон». Только подумайте, в 1923 году. Начало 20 века!

С тех пор подобные устройства активно использовались в медицине и армии, а вот до потребительской электроники как то не доходило.

Но почему?

Костная проводимость звука

Давайте попробуем разобраться что же такое костная проводимость звука?

Для начала вспомним, что такое звук.

Звук — физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твёрдой, жидкой или газообразной среде.

Человеку доступно два типа способа восприятия звука:

1. Воздушная проводимость звука.
2. Костная проводимость звука.

Чаще всего мы сталкиваемся с первым способом — восприятием звука в виде колебаний в газообразной среде (в воздухе), которые воспринимаются нашим слуховым аппаратом, состоящим, по сути, из трех основных частей: внешнее ухо, среднее ухо и внутреннее.

В случае воздушной проводимости, звук, попадая во внешнее ухо, вызывает колебания барабанной перепонки, которые передаются на молоточек, наковальню и стремечко, смещение которого и вызывает колебания основной мембраны улитки.

Но на самом деле звук лучше всего распространяется в твердой среде.

Костная проводимость, в отличие от воздушной, это передача звуковых колебаний напрямую к внутреннему уху, через твердые кости черепа, минуя внешнее и среднее ухо.

В этом случае звуковые волны декодируются в вибрации. Затем вибрация костей черепа передается на стремя и в конце концов возбуждение рецептора возникает благодаря вибрациям стремени (остеотимпанальный путь).

Очевидно, что для передачи звука таким методом источник звука должен соприкасаться с костью черепа.

Чаще всего в качестве источника звука для таких устройств используется пьезоизлучатели. Пьезоизлучатель — электроакустическое устройство, способное воспроизводить звук благодаря обратному пьезоэлектрическому эффекту.

Впервые с таким излучателем я столкнулся, когда мне было 10 лет. Родители подарили мне часы Montana с 16 мелодиями. Помните такие?

Было крайне интересно, каким же образом эти часы воспроизводят звук.

Естественно я открыл часы. На внутренней стороне крышки обнаружилась странная латунная пластинка с белой выпуклостью в середине.

Испытания показали, что часы не играют без этой пластины. Каково же было мое удивление, когда я, решив подключить к пластине два провода от радио, услышал музыку, которую в тот момент транслировало радио «Маяк».

Собственно это и был тот самый пьезоизлучатель.

Однако, повторюсь, что до сравнительно недавнего времени основным потребителем подобных систем передачи звука была медицина и армия. Слуховые аппараты, либо системы связи.

Плюсы технологии очевидны:

• Безопасность. Устройство не закрывает уши, а значит, не отрезает пользователя от внешнего мира.
• Универсальность. Благодаря принципы работы, музыку можно слушать даже под водой.
• Вау-эффект. Необычная технология явно притягивает взгляды и интерес окружающих.

Несмотря на это, на данный момент серьезно занимаются производством подобных устройств, всего несколько компаний.

Производители

Давайте посмотрим, что это за компании, и какие устройства они нам предлагают.

Лидером можно назвать компанию Aftershokz, которая до выхода на рынок потребительской электроники очень тесно и плодотворно сотрудничала с военными, производя для них средства связи.

Среди моделей этой компании можно выделить Trekz Titanium, являющуюся беспроводной гарнитурой, позволяющей слушать музыку и разговаривать по телефону слыша окружающие звуки, и Trekz Titanium mini — уменьшенная версия, с идентичным дизайном, отличающаяся размерами.

Более компактная беспроводная модель Bluez 2S, которая подойдет и женщинам.

А также проводные наушники Sportz Titanium.

И версия с микрофоном с незатейливым названием Sportz Titanium with mic.

Долгое время Aftershokz являлись фактически монополистами на этом рынке, и у них было время для того, чтобы развивать это направление и чувствовать себя уверенно в этой нише.

Так было фактически до 2015 года, когда громко заявили о себе еще две компании, собирающиеся побороться за свой кусок пирога.

Это были компания DigiCare, представившая на CES-2015 свою разработку под незамысловатым названием DigiCare Do, и Studio Banana Things (да, это те самые ребята, которые придумали подушку, надевающуюся на голову)

в том же, 2015 году запустившая на Kickstarter, в итоге успешно завершившийся, сбор средств на производство своей гарнитуры под названием BATBAND.

И если у DigiCare, ранее неоднократно замеченной в плагиате, и в этот раз не обошлось без заимствований (очень уж их гарнитура похожа на продукт Aftershokz).

То Studio Banana Things показали устройство с самобытным, интересным дизайном.

Недорогие решения предлагает компания Rombica.

Например, модель FIT X-01

Кроме этих четырех компаний появился целый сонм китайских производителей, выпускающих подобные решения. Однако, покупать их я бы не рискнул — меня настораживает тот факт, что некоторые из этих компаний до производства гарнитуры с костной проводимостью выпускали… резиновые перчатки.

Так что, если отбросить безымянных китайцев, которые чаще всего просто пытаются копировать продукцию Aftershokz, остается не так уж и много пространства для маневра.

Заключение

Почему же такая замечательная, на первый взгляд технология не получила широкого распространения в потребительской электронике наряду с привычными динамиками?

На этот вопрос сложно ответить однозначно.

Среди причин обычно называют ограниченность частотного диапазона, который могут передавать подобные устройства, а также настороженное отношение потребителя к системам, которые заставляют кости черепа вибрировать, так как многие слышали, что постоянные вибрации не очень полезны для организма.

С первым утверждением можно согласиться только с большой натяжкой, так как Aftershokz заявляют, что воспроизводимый диапазон частот в их последних моделях не отличается от такового в традиционных системах с динамическими излучателями.

Второе же, скорее стереотип, так как вред подобных вибраций, во-первых, не доказан, а во-вторых, они уж точно не вреднее для слуха, чем динамические излучатели, засунутые в ухо и терзающие вашу барабанную перепонку.

Среди объективных недостатков, которые вытекают из особенностей технологии, можно выделить необходимость постоянного тесного контакта устройства и головы пользователя для получения качественного звука, что у некоторых может вызывать дискомфорт из-за давления.

Кроме этого, к недостаткам можно отнести наличие ощутимых вибраций, к которым могут привыкнуть не все.

Вот, пожалуй, и всё, в чем можно обвинить подобные устройства.

В самое ближайшее время я намерен протестировать все эти утверждения на себе, используя гарнитуру с технологией костной проводимости. Об итогах этого тестирования вы сможете прочитать на страницах android.mobile-review.com