La guerra del suono

La storia è piena di inventori rivali che si scontrano per portare sul mercato creazioni rivoluzionarie: Howe e Singer alla macchina da cucire, Bell e Gray al telefono, Edison e Swan alla lampadina. In molti casi, il vincitore è diventato un nome familiare e un capitano d'industria, mentre il perdente è stato essenzialmente dimenticato.

Ora, nella stessa tradizione, due inventori rivendicano ciascuno una nuova tecnologia audio che, secondo i clienti aziendali, avrà un enorme mercato entro i prossimi cinque anni. Conosciuto come suono direzionale, utilizza un emettitore di ultrasuoni per sparare un raggio di suono udibile simile a un laser così focalizzato che solo le persone all'interno di un percorso stretto possono sentirlo. È fenomenale, afferma Simon Beesley, responsabile del marketing audio per la divisione europea di Sony. Finora Sony ha venduto solo una manciata di sistemi audio direzionali per installazioni speciali in negozi e altri luoghi, ma alla fine, dice Beesley, senza dubbio, questo sarà un prodotto da oltre un miliardo di dollari.

Questa storia faceva parte del nostro numero di maggio 2004

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Ma chi reclamerà quel premio da un miliardo di dollari? Elwood Woody Norris, di Poway, American Technology Corporation (ATC) con sede in California, e F. Joseph Pompei, di Watertown, MA's Holosonic Research Labs, hanno sfruttato lo stesso principio scientifico per creare sistemi di suono direzionale in competizione, e ognuno insiste sulla sua versione trasformerà l'acustica. Norris e Pompei immaginano entrambi una famiglia di quattro persone seduti in un'auto che ascolta quattro diverse selezioni musicali o trasmissioni radiofoniche contemporaneamente, senza cuffie. Vedono anche cartelloni pubblicitari o display a livello stradale in punti vendita al dettaglio che parlano solo a un consumatore di passaggio alla volta, o una fiera affollata in cui la cacofonia di migliaia di dimostrazioni di prodotti è sostituita da migliaia di fasci sonori focalizzati confinati al proprio mostre. Invece di usare un megafono, un agente di polizia potrebbe controllare la folla dirigendo la sua voce solo verso una persona che crea disturbo. L'obiettivo finale, affermano entrambi gli inventori, è sostituire un gran numero dei milioni di altoparlanti venduti ogni anno per sistemi di home entertainment e personal computer con dispositivi audio direzionali.

Possono condividere una visione, ma questi due inventori difficilmente potrebbero essere più diversi. Woody Norris è un anticonformista della West Coast di 65 anni senza una laurea che ha ottenuto la maggior parte della sua educazione formale durante un periodo come tecnico radar nell'aeronautica americana più di 40 anni fa. Titolare di un brevetto un tempo prezioso ma scaduto da tempo sugli ultrasuoni diagnostici, l'inventore autodidatta ha fatto una fortuna personale che stima in decine di milioni di dollari inventando dispositivi audio, tra cui una radio FM delle dimensioni di un apparecchio acustico , una linea di registratori vocali con memoria flash e sistemi audio per auto e diversi modelli di cuffie per cellulari. Ha lavorato su quello che chiama suono ipersonico per gran parte dell'ultimo decennio e afferma di aver investito $ 40 milioni nel suo sviluppo. Ha una comprensione intuitiva della fisica e dell'elettronica, afferma Curt Edgar, senior manager per la tecnologia avanzata presso DaimlerChrysler, che ha incontrato Norris per delle dimostrazioni. Ha anche un'incredibile persistenza.

In netto contrasto, Joe Pompei è un imprenditore trentenne della East Coast con credenziali educative impressionanti ma poca esperienza come inventore: il suo sistema Audio Spotlight è la sua prima grande invenzione. Al liceo e durante le pause dal college, mentre lavorava part-time per Bose, Framingham, MA, produttore di altoparlanti, Pompei ha preso atto dei limiti degli altoparlanti tradizionali. Ma, dice, i dirigenti di Bose non erano interessati a sentire parlare del futuro del suono da un ventenne. Dopo aver conseguito la laurea in ingegneria elettrica presso il Rensselaer Polytechnic Institute, ha conseguito un master in psicoacustica presso la Northwestern University. Dice che è stato lì, a metà degli anni '90, che ha avuto l'idea di utilizzare gli ultrasuoni silenziosi come un modo per produrre suoni udibili. Ero considerato uno scienziato pazzo, ricorda Pompei.

Ha dimostrato per la prima volta il principio di base al MIT Media Laboratory. Mentre completava il suo dottorato di ricerca al MIT nel 2002, Pompei ha lanciato Holosonic, avviando l'azienda con solo poche migliaia di dollari del suo stipendio per la ricerca. Il sistema di Pompei si comporta davvero come un riflettore, afferma David Rabkin, vicepresidente della tecnologia presso il Museum of Science di Boston, che utilizza il sistema in una mostra. Puntate il raggio su una persona e la illuminate con il suono. Ma una volta che esci dal raggio, il suono diminuisce rapidamente.

Le tecnologie e le visioni degli inventori sono sorprendentemente simili. Quindi è probabile che le differenze nelle loro personalità, background e tattiche commerciali saranno fattori critici nel decidere chi è il primo a superare gli ostacoli - inclusi costi elevati, mancanza di standard di produzione di massa e problemi di prestazioni - che si frappongono tra loro e i mercati redditizi che entrambi immaginano. Quale dei due prevale, se uno dei due, la dice lunga sul valore relativo dell'istruzione e dell'esperienza, della giovinezza e della saggezza, e forse della fortuna e del tempismo, nel garantire il posto di un inventore nella storia.

sentire cose

Una cosa che hanno in comune Pompei e Norris è questa: ognuno ha imparato rapidamente che inseguendo il suono direzionale si stava dirigendo lungo un sentiero che altri avevano già percorso. Norris afferma di aver avuto l'idea di quello che è diventato il suo sistema Hypersonic Sound alla fine degli anni '70. Di recente aveva raccolto denaro vendendo azioni in una delle sue startup e, pieno di soldi, stava cercando con impazienza la sua prossima grande cosa. Ero abbastanza ignorante e ingenuo da pensare di essere stato il primo a pensarci, dice. Ma mentre faceva ricerche su vecchi brevetti e pubblicazioni, i nomi venivano fuori dal muro. Le persone ci provano da cinquant'anni. La stessa ricerca di Pompei ha rivelato che le principali società giapponesi avevano esaminato il concetto nei primi anni '80, ma avevano abbandonato la loro ricerca, sospettando che la tecnica avrebbe prodotto un suono distorto o avrebbe richiesto troppa potenza per essere utile.

Sia Norris che Pompei credono di aver risolto la maggior parte dei problemi che ostacolavano i loro predecessori. Ciascuno dei loro sistemi contiene un processore di segnale, un amplificatore e un dispositivo simile a una piastra che emette fasci di ultrasuoni. Nel suo laboratorio alla periferia di San Diego, Norris collega il suo emettitore Hypersonic Sound a un normale lettore CD portatile per una dimostrazione all'aperto nel parcheggio. Quando punta il dispositivo verso un visitatore che si trova a circa 20 metri di distanza, il visitatore è in grado di sentire chiaramente suoni che vanno da una cascata alla musica jazz. Ma quando Norris punta l'emettitore verso sinistra o destra o verso il cielo, il visitatore non sente alcun suono. All'interno della sala conferenze del laboratorio, Norris dirige l'emettitore verso le pareti, facendo rimbalzare i raggi sonori in modo che sembrino provenire da punti sul muro, piuttosto che dal dispositivo stesso.

È facile capire perché il suono direzionale è fantastico, ma capire come funziona è molto più difficile. Gli altoparlanti tradizionali generano onde sonore udibili che si diffondono in tutte le direzioni come le increspature di un sasso lanciato in uno stagno. I dispositivi di Norris e Pompei generano invece fasci stretti, simili a laser, di onde ultrasoniche, che hanno una frequenza superiore a 20.000 hertz, il limite superiore di ciò che l'orecchio umano può rilevare. Sia le onde sonore udibili dagli altoparlanti tradizionali che le onde ultrasoniche da un sistema audio direzionale distorcono quando viaggiano nell'aria; in un sistema audio tradizionale, la distorsione degrada leggermente il suono che l'ascoltatore alla fine sente. Ma in un sistema sonoro direzionale, la distorsione è in realtà il meccanismo che genera il suono udibile, rompendo le onde ultrasoniche in onde sonore udibili a frequenza più bassa lungo un percorso stretto e rettilineo.

Alzare il volume

I percorsi dei due inventori, invece, stanno convergendo su un campo di battaglia di mercato in cui i clienti aziendali saranno vinti e persi. Lo scontro è già feroce. Pompei, ad esempio, afferma che il suo è l'unico sistema audio direzionale che è stato integrato in un veicolo di un importante produttore.

Infatti, tre anni fa, quando l'Audio Spotlight faceva parte di un progetto al MIT Media Lab, lo sponsor della ricerca DaimlerChrysler ha effettivamente incorporato un prototipo in una concept car, con trasduttori posizionati sopra ciascuno dei quattro sedili dell'abitacolo. Dal punto di vista funzionale, ha funzionato, afferma Edgar di Daimler. Ma c'era un problema principale: i raggi sarebbero rimbalzati sui sedili e su altre superfici, deviando il suono tra le zone. A causa di questo inconveniente e dell'alto costo del sistema, la casa automobilistica non ha proseguito ulteriormente. Invece, un anno fa, Edgar si è messo in contatto con Norris. ATC ha fatto più passi avanti, in termini di costi, produzione e prestazioni, afferma Edgar. Sono un paio di generazioni al di là di dove si trovava Holosonic. Tuttavia, il sistema di Norris deve ancora essere integrato in un veicolo e Daimler non ha piani immediati per farlo.

Norris ammette che sta lavorando per migliorare le prestazioni del suo sistema Hypersonic Sound. Un problema è l'attuale incapacità della tecnologia di produrre toni bassi bassi, un difetto che condivide il sistema di Pompei. Ma Norris afferma che Sony sta già lanciando il prodotto in Europa. Beesley di Sony conferma che l'azienda ha finora distribuito centinaia di sistemi Hypersonic Sound, che integra con i suoi schermi video al plasma per applicazioni speciali. Dice che i grandi magazzini, le banche e gli espositori di musei stanno usando la tecnologia per trasmettere suoni a clienti e visitatori in aree particolari. Ha un potenziale enorme, dice Beesley. Il principale limite del sistema, aggiunge, è il suo prezzo. È praticamente costruito a mano in questo momento, dice, ad un costo di circa $ 1.000 per unità. Stiamo esaminando vari design industriali per renderlo più economico e più facile da produrre. L'obiettivo è un prezzo inferiore a $ 100 per installazione. Edgar di Daimler afferma che un prezzo simile è essenziale per rendere la tecnologia del suono direzionale competitiva con i tradizionali altoparlanti stereo per auto.

Da $ 1.000 a $ 2.000 per sistema, Audio Spotlight di Pompei soffre della stessa sindrome da costi elevati e bassa quantità di produzione. I primi clienti come Steelcase, che lo sta testando per ambienti d'ufficio, e Cisco, che lo ha installato nelle lobby aziendali, hanno acquistato solo poche unità ciascuno.

Mentre ATC e Holosonic corrono per trasformare i loro sistemi da curiosità di fascia alta a prodotti di prima necessità per la casa, Norris afferma di fare affidamento sui suoi brevetti per proteggere la sua proprietà intellettuale sul mercato. Su quel fronte sembra avere la meglio su Pompei. Norris ha circa 20 brevetti rilasciati che coprono vari aspetti della tecnologia del suono direzionale e dice che altri 20 sono in sospeso. Pompei dice di avere una dozzina di brevetti in corso, di cui due chiave, ma solo uno che è stato rilasciato finora.

Data la somiglianza nelle tecnologie e nelle visioni di Pompei e Norris, è probabile che la partita delle urla si alzi. L'unica cosa su cui i due inventori possono essere d'accordo è che il suono direzionale ha reali opportunità a lungo termine, specialmente quando si tratta di sostituire l'onnipresente diffusore, inventato più di 80 anni fa. Anche i migliori altoparlanti, concordano, sono soggetti a distorsioni e il loro suono omnidirezionale è fastidioso per le persone nelle vicinanze che non desiderano ascoltare. Ciò che resta da vedere è quale, se uno di questi due inventori, diventerà l'Alexander Graham Bell del suono direzionale e quale diventerà l'Elisha Grey.

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