Les prothèses auditives de la prochaine génération imitent la capacité de voler à repérer le son


Les prothèses auditives de la prochaine génération imitent la capacité de voler à repérer le son

Il y a une mouche qui peut localiser un cricket à partir du son qu'il fait, malgré d'autres bruits en arrière-plan. Pourtant, le mécanisme auditif qui aide la mouche ne s'étend que 1,5 mm, soit 50 fois plus petit que la longueur d'onde du chirp du cricket. Maintenant, les ingénieurs ont trouvé un moyen d'imiter la super-audition de la mouche dans un petit appareil qui ne nécessite pas une batterie volumineuse.

Un article décrivant le travail est publié dans le journal Lettres de physique appliquée .

Les ingénieurs, de la Cockrell School of Engineering à l'Université du Texas à Austin, disent que le nouveau dispositif pourrait être utilisé dans une nouvelle génération d'appareils auditifs hypersensibles qui utilisent des microphones intelligents pour sélectionner uniquement les sons ou les conversations que le porteur veut entendre.

L'audition sophistiquée de Fly peut localiser un cricket avec une précision remarquable

Neal Hall, professeur adjoint au Département d'ingénierie électrique et informatique de l'École Cockrell et son équipe d'étudiants diplômés, s'inspirent du travail de pionnier de Ronald Miles à Binghamton University, NY, et Ronald Hoy à l'Université Cornell, à Ithaca, dans l'État de New York.

le Ormia ochracea Fly a un mécanisme sophistiqué de traitement du son qui détermine la direction d'un son dans un angle de 2 degrés.

Ils ont été les premiers à décrire le potentiel technologique d'émuler le mécanisme de super-audition de la mouche de parasitoïde de couleur jaune Ormia ochracea , Qui pose et localise les grillons mâles de leurs chirps et dépose des larves vivantes sur et autour d'eux.

La mouche peut localiser le cricket avec une précision remarquable car elle dispose d'un mécanisme de traitement de son sophistiqué qui détermine la direction du son dans un angle de 2 degrés.

En utilisant la structure auditive évoluée de la mouche en tant que modèle, Prof. Hall et ses collègues ont fabriqué un petit dispositif de détection de pression en silicium. Avec une portée de seulement 2 mm, l'appareil a la même taille que l'organe auditif de la mouche.

Contrairement à de nombreux insectes, la raison pour laquelle les humains et les autres mammifères peuvent identifier la source d'un son, c'est parce que nous avons une distance beaucoup plus grande entre nos oreilles. Le mécanisme de traitement du son dans notre cerveau utilise la différence de temps dans l'arrivée du son aux deux oreilles pour localiser la source.

Mais les corps des insectes sont généralement trop petits pour le faire - les ondes sonores touchent les deux côtés presque simultanément.

C'est à l'exception des insectes comme O. Ochracea - il peut localiser la direction du chirp d'un cricket même si ses oreilles sont à moins de 2 mm d'écart. Son mécanisme auditif très évolué peut détecter l'écart de 4 millisecondes entre le son entrant dans une oreille et l'autre. Il amplifie également cette différence de temps à l'aide d'un mécanisme de "basculement" ou "voir-scie" qui lui permet de localiser le cricket avec une précision remarquable.

Les ingénieurs ont emulé le mécanisme auditif de la mouche en utilisant un faisceau flexible

Pour reproduire le mécanisme auditif de la mouche, l'équipe a fabriqué un faisceau flexible incorporant des matériaux piézoélectriques qui leur ont permis d'utiliser la flexion et la rotation du faisceau comme moyen de mesurer la pression sonore et le gradient de pression en même temps.

Alors que d'autres équipes ont déjà essayé de créer des appareils auditifs qui imitent la super audition de la mouche, le Prof. Neal et ses collègues sont les premiers à utiliser des matériaux piézoélectriques, qui convertissent la pression mécanique en signaux électriques et permettent à l'appareil de fonctionner avec très peu de puissance.

"Parce que les prothèses auditives s'appuient sur les piles, minimiser la consommation d'énergie est une considération critique dans le passage de la technologie de l'appareil auditif vers l'avant", explique le Prof. Hall.

Il considère que cette technologie est attrayante pour les personnes souffrant de problèmes auditifs à l'avenir. Bien que jusqu'à 1 Américain sur 10 puisse bénéficier d'une aide auditive, actuellement un cinquième de ce numéro en utilise un, ajoute-t-il.

Il dit que beaucoup pensent que la raison principale de l'écart est l'insatisfaction des porteurs d'aides auditives avec les appareils:

Augmenter le volume pour entendre quelqu'un en face de vous amplifie également tout le bruit de fond environnant - ressemblant au son d'un cocktail ".

En plus de prendre la technologie de l'aide auditive à un nouveau niveau, l'appareil pourrait également être utile dans les applications militaires et de défense. Par exemple, dans des environnements sombres où des repères visuels sont absents.

Les fonds de l'Agence de projets de recherche avancée de la Défense (DARPA) ont aidé à financer l'étude.

En février 2014, Medical-Diag.com A rapporté comment les chercheurs ont développé une nouvelle puce à faible puissance qui offre la perspective d'implants cochléaires sans matériel externe.

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