Mercedes-Benz испускает краткий импульс розового шума 80 дБ перед неизбежной аварией
Громкий розовый шум вызывает кратковременную потерю слуха. Она защищает водителя и пассажиров от оглушения при выстреле подушек безопасности и грохоте аварии
В автомобилях Mercedes-Benz реализованы десятки разных систем безопасности, в которых используются практически все сенсоры автомобиля. Основная задача — активировать преднатяжители ремней безопасности как можно раньше, до срабатывания подушек безопасности. Акселерометры умеют распознавать переворот. Задействуется радар дистроника. Генератор выдаёт до 18 вольт и больше, чтобы очень быстро опустить окна при перевороте. Сочетание высокой скорости, резкого торможения и сработавших датчиков парктроника расценивается как ДТП. Если машина внезапно меняет траекторию во время заноса, это расценивается как авария (подушки безопасности хорошо распознают только лобовые столкновения). В зависимости от веса и роста человека и вектора столкновения автомобиль может даже активировать преднатяжители без активации подушек безопасности. В общем, когда инженеры Mercedes-Benz говорят о новых мерах безопасности в автомобилях, это действительно интересно. Что ещё придумали эти ребята?
Ещё одно относительно новое изобретение компании Mercedes-Benz относится к области психоакустики. Эта мера безопасности защищает не тело, а слух водителя, уберегая его от оглушения.
Перед неизбежной аварией — когда одна из систем безопасности констатировала неизбежное ДТП — через динамики мультимедийной системы воспроизводится короткий импульс розового шума, известного также как мерцательный шум (фликкер-шум).
Как известно любому звукоинженеру (да что греха таить, любому женатому мужчине), после непродолжительного прослушивания шума человеческий слух становится невосприимчив к какой-либо осмысленной звуковой информации. По задумке инженеров Mercedes-Benz, такая временная глухота призвана уберечь людей от серьёзного оглушения, возможного при выстреле подушек безопасности и грохоте аварии. То есть автомобиль бережно «отключает» слух человека, пока не закончится грохот, —, а затем «включает» обратно. По слухам, в американской армии давно задействуют рефлекс стременной мышцы для защиты слуха артиллеристов. Но о применении именно розового шума ничего не известно. Наступает так называемая временная глухота.
Физически эффект временной глухоты объясняется биологическим рефлексом — непроизвольным сокращением стременной мышцы среднего уха, которая располагается за барабанной перепонкой. Сокращение стременной мышцы ненадолго ослабляет связь между барабанной перепонкой и внутренним ухом, защищая человека от звукового шока, то есть мощного звукового давления, которое следует в этот момент. Ведь от чрезвычайно сильного акустического давления человек может вообще оглохнуть. То есть чувствительность уха снижается до такого предела, при котором становится неразличимой человеческая речь.
Стременная мышца (stapedus) располагается за барабанной перепонкой (eardrum)
Система кажется простой, ведь о рефлексе стременной мышцы давно известно. Но на самом деле учёным пришлось провести серьёзные исследования, чтобы наиболее эффективно реализовать эту технологию. Обычно для активации рефлекса требуется звуковое давление около 100 дБ. Настолько громкие звуки не слишком подходят для использования в салоне автомобиля.
Более тщательные исследования показали, что рефлекс вызван не только силой звукового давления, но и характеристиками звука. Выяснилось, что если распределить энергию как в розовом шуме, то можно вызвать рефлекс сокращения стременной мышцы и на меньшей громкости. Достаточно 80 дБ.
Розовый шум — один из нескольких видов шумов, вместе с белым, красным (коричневым, он же броуновский), синим (голубым), фиолетовым и серым.
Шумы разного цвета различаются своей спектральной плотностью, то есть распределением мощности сигнала по частотам. Например, белый шум — это сигнал с равномерной спектральной плотностью на всех частотах и дисперсией, равной бесконечности.
Спектральная плотность мощности розового шума определяется формулой ~1/f, здесь плотность обратно пропорциональна частоте. Другими словами, он равномерно убывает в логарифмической шкале частот. Спектральная плотность такого сигнала по сравнению с белым шумом затухает на 3 децибела на каждую октаву.
Как звучит розовый шум
Мягкое оглушение розовым шумом — одна из технологий Pre-Safe, которые Mercedes-Benz представил в 2002 году. Это набор различных систем, которые активируются непосредственно перед неизбежным столкновением, чтобы подготовить к нему автомобиль, водителя и пассажиров. Разработка этих систем ведётся по результатам анализа реальных инцидентов и помогает спасти человеческие жизни и здоровье. Активация систем PRE-SAFE происходит в доли секунды. Например, включение преднатяжителей ремней безопасности занимает 150 миллисекунд.
Обновление Pre-Safe системой розового шума Pre-Safe Sound состоялось в модели Mercedes-Benz W213, которая появилась в продаже в 2016 году. Вполне возможно, что в будущем технологию внедрят и в другие модели.
Судя по всему, это первый случай в автоиндустрии, когда методы психоакустики используются для защиты людей.
