工学：開け放たれた窓から入る雑音を低減するデバイス
Scientific Reports
Engineering: Reducing noise transmitted through an open window
開いている窓から入る音の強さを弱めるデバイスが原理証明研究によって明らかになったことを報告する論文が、Scientific Reports に掲載される。このデバイスは、左右2枚のサッシからなる引き違い窓に取り付けることができ、都市交通騒音の知覚音量を最大で半分まで減らせる（10デシベル減）。
Bhan Lamたちの研究チームが組み立てたこのデバイスは、窓の内側に取り付けられた複数の横棒に格子状に固定された24個のスピーカー（直径4.5センチメートル）と、窓の外側に設置された1個のセンサーからなる。このセンサーが屋外の雑音を検知すると、スピーカーから「アンチノイズ」が出る。この「アンチノイズ」は、検知された雑音と同じ周波数だが音波が逆位相になっており、検知された雑音を打ち消し、たとえ窓が開いていても、室内に入ってくる騒音の音量を低減する。
Bhan Lamたちの研究チームが組み立てたこのデバイスは、窓の内側に取り付けられた複数の横棒に格子状に固定された24個のスピーカー（直径4.5センチメートル）と、窓の外側に設置された1個のセンサーからなる。このセンサーが屋外の雑音を検知すると、スピーカーから「アンチノイズ」が出る。この「アンチノイズ」は、検知された雑音と同じ周波数だが音波が逆位相になっており、検知された雑音を打ち消し、たとえ窓が開いていても、室内に入ってくる騒音の音量を低減する。
以上の知見は、このデバイスを使うことで、開いている窓から入る雑音の音量を減らせることを実証している。Lamたちは、このデバイスを使って、住居の換気を維持しながら、開いている窓から入る雑音のレベルを低減することで、都市民の健康を改善できると期待している。
A new device that can reduce the intensity of sound passing through open windows is presented in a proof-of-principle study in Scientific Reports. It fits into a two-panel sliding window and can decrease the perceived loudness of urban transportation noises by up to half (10 decibel reduction).
The device, assembled by Bhan Lam and colleagues, consists of 24 loudspeakers (each 4.5 cm in diameter), fixed in a grid pattern to bars attached to the inside of a window and one sensor located outside the window. If the sensor detects noise outside the building, the loudspeakers emit “anti-noise” at the same frequency as the detected noise but with inverted sound waves. This “anti-noise” cancels out the detected noise and reduces the volume of noise pollution entering the room, even when the window is open.
The authors tested their device by placing it in the window of a replica room and playing road traffic, train and aircraft noises from a loudspeaker two metres away. 18 microphones inside the room detected changes in sound, before and after the noise control device was activated. The authors observed up to a 10 decibel noise reduction for sounds with a frequency above 300Hz, such as traffic and train noises.
The findings demonstrate that the device was successful in reducing the volume of noise transmitted through an open window. The authors hope that it could be used to reduce noise levels entering through an open window, while keeping homes ventilated, and could improve the health of people living in cities.
doi: 10.1038/s41598-020-66563-z
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