Представьте, что вы работаете в офисе и надеваете наушники с функцией шумоподавления, чтобы заглушить постороннюю болтовню. К вашему столу подходит коллега и задает вопрос, но у вас нет нужды снимать наушники и переспрашивать – вы четко слышите все, что он говорит. При этом все разговоры в другом конце зала устройством гасятся. Или, сидя в оживленном ресторане, вы прекрасно слышите всех, кто находится за вашим столиком, а громкая музыка и прочий шум не мешают вам.

Команда исследователей из Вашингтонского университета создала прототип наушников, который формирует для слушателей именно такой «звуковой пузырь». Алгоритмы искусственного интеллекта позволяют владельцу устройства слышать людей, разговаривающих внутри пузыря с радиусом в 1-2 метра. Голоса и звуки за его пределами приглушаются в среднем на 49 децибел (примерно такова разница между полной тишиной и шелестом листьев на ветру), даже если их громкость перекрывает то, что происходит внутри.

Прототип был создан на основе уже имеющихся в продаже наушников с шумоподавлением, к оголовью которых исследователи прикрепили шесть небольших микрофонов. Встроенная нейросеть анализирует информацию с каждого из микрофонов и подавляет все, что происходит вне пузыря, одновременно воспроизводя и слегка усиливая звуки внутри него.

Дело в том, что звуки — как и человеческая речь — распространяются, как правило, сразу на нескольких частотах, каждая из которых проходит разные фазы по мере удаления от своего источника. Разработанный командой алгоритм искусственного интеллекта сравнивает фазы каждой из этих частот, определяя таким образом расстояние до источника звука.

Продаваемые сегодня наушники Apple AirPods Pro 2 способны усиливать голос человека, сидящего напротив, одновременно уменьшая фоновый шум. Но эти функции работают за счет отслеживания положения головы. Усиливается лишь звук, исходящий с определенного направления, независимо от расстояния. Это означает, что наушники не могут усиливать сразу несколько голосов одновременно, теряют функциональность, когда пользователь отворачивает голову, и не так эффективны в подавлении громких звуков, доносящихся с целевого направления.