"Ei Goosilexa, posso nadar? "Hoje, recebemos respostas faladas sinteticamente a perguntas destinadas a ajudar a tornar nossas decisões mais fáceis. Cada vez mais, serviços baseados em voz se infiltram na vida cotidiana. Principais fornecedores de hardware e conteúdo, como Apple, O Google e a Amazon há muito tempo desenvolvem seus negócios com poderosos assistentes de voz pessoais.

Em 2016, Bragi, uma startup com sede em Munique, lançou o Dash, o primeiro chamado "audível, "desencadeando a evolução da" Internet da Voz "com fones de ouvido sem fio. Graças à possível onipresença no ouvido, serviços de commodities, bem como possibilidades de assistência pessoal podem em breve se tornar tão comuns quanto os smartphones são hoje.

A ideia de uma Internet de Voz permanentemente no ouvido está tomando forma, pavimentando o caminho para que os audíveis se libertem do status de acessórios como meros dispositivos de reprodução e se movam para reivindicar o legado do smartphone. Privacidade, proteção de dados e identificação confiável do usuário são dois fatores essenciais para garantir a aceitação. Exigindo computação avançada para reconhecimento de voz, o processamento semântico e a leitura da "impressão digital acústica" são necessários para dar suporte a esses fatores.

Muito parecido com um firewall pessoal, os usuários devem definir suas próprias regras para regular qual conteúdo falado é lançado na nuvem e qual é restrito ao uso local no audível. Os requisitos de energia dos ouvíveis são, portanto, determinados por interfaces de rádio e processadores de áudio. É claro que componentes com eficiência energética são necessários para garantir o tempo de execução máximo desejado. Como o ouvido humano naturalmente oferece um espaço muito limitado para uma bateria, os componentes devem operar com os orçamentos de energia mais baixos possíveis.

Juntamente com a Brandenburg Technical Universtiy Cottbus-Senftenberg (BTU), cientistas do Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems (IPMS) localizado em Dresden e Cottbus desenvolveram um novo, princípio do transdutor acústico com eficiência de energia para alto-falantes intra-auriculares. Este componente central central foi agora apresentado em detalhes pela primeira vez em Nature Microsystems and Nanoengineering .

Não usando mais uma membrana convencional, o novo princípio do transdutor acústico consiste em dobrar atuadores semelhantes às cordas de uma harpa colocados dentro do volume de um chip de silício. Novos tipos de atuadores Nano-e-Drive (NED) de dobra eletrostática foram integrados ao transdutor de dobra de 20 µm de espessura. A tensão do sinal de áudio faz os atuadores vibrarem. Para evitar qualquer curto-circuito acústico em qualquer um dos lados, uma equipe de cientistas liderada por Bert Kaiser, Holger Conrad e o Prof. Harald Schenk uniram duas camadas de wafer de silício com ranhuras de entrada e saída na parte superior e inferior do atuador de dobra. O som é, portanto, gerado em câmaras de ar microscopicamente pequenas devido ao movimento dos atuadores NED dentro do chip de silício. O princípio do transdutor acústico permite uma tecnologia completa à base de silício e possibilita a fabricação de um micro-alto-falante como sistema microeletromecânico (MEMS).

Os cientistas do IPMS e seus colegas BTU provaram o princípio do transdutor completamente novo com medições realizadas em laboratório. Interessantemente, o princípio foi usado para demonstrar pressões sonoras acima de 100 dB em uma pequena área de chip. Promover simultaneamente a miniaturização e, ao mesmo tempo, aumentar o volume e a fidelidade de áudio em uma faixa de frequência particularmente grande representa o próximo desafio importante. O objetivo é gerar 120 dB de menos de 10 mm ² área de chip. Combinando o princípio do conversor eletrostático com circuitos amplificadores eletrônicos prometem sistemas de eficiência energética que, além de seu uso em fones de ouvido, são particularmente adequados para uso em aparelhos auditivos ou mesmo aparelhos auditivos. Uma sensibilidade de 100 dB / mW para todo o sistema foi relatada na publicação.

A tecnologia de silício descrita na publicação é compatível com os processos de fabricação de microeletrônica típicos (compatibilidade CMOS) e não usa materiais especiais, como titanato de zircônio de chumbo (PZT). Na verdade, a infraestrutura para integração de eletrônicos, embalagem e a produção em massa, portanto, já existe. Comparando a situação de hoje com o estado dos microfones baseados em MEMS há mais de 10 anos, o sucesso comercial com uma alta penetração no mercado é esperado para a nova abordagem de transdutor de áudio MEMS baseado em NED. De acordo com o Prof. Harald Schenk, planos para fundar uma nova empresa para a comercialização do micro-falante estão em andamento.