Кори, постдокторант по электротехнике и компьютерной инженерии под руководством профессора Эндрю Сингера из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейн, возглавляет команду, изучающую обработку аудиосигналов, особенно для прослушивающих устройств, таких как слуховые аппараты. Результаты нового исследования команды по оценке акустического воздействия масок на речь опубликованы в The Journal of the Acoustical Society of America.
«Предыдущее исследование, проведенное на эту тему, было сосредоточено на медицинских масках, которые носят в медицинских учреждениях, – сказал Кори, – но никто не изучал акустические эффекты, вызываемые различными видами тканевых масок, поэтому я сосредоточил наше исследование на этом."
Команда протестировала медицинские маски, одноразовые хирургические маски, маски с прозрачными пластиковыми окнами вокруг рта, а также тканевые маски домашнего изготовления и купленные в магазине, сделанные из разных типов тканей и количества слоев.
Исследователи использовали специальный громкоговоритель, изготовленный на заказ выпускником Школы искусств и дизайна Урией Джонсом и имеющий форму человеческой головы, так что звук излучается так, как будто он исходит из человеческого рта.
«Мы надевали разные маски на громкоговоритель в форме головы и воспроизводили один и тот же звук для каждого теста», – сказал Кори. «Мы также поместили динамик на проигрыватель, чтобы добавить направленный компонент к нашим данным."
Команда также собрала данные от говорящего в маске человека.
"Использование реального человека делает звуки менее воспроизводимыми, потому что мы не можем каждый раз говорить одно и то же. Однако это позволяет нам учитывать реальную форму головы и реальные движения губ », – сказал Кори. "Несмотря на то, что эти два набора данных немного отличаются, они оба показывают, на какие звуковые частоты больше всего влияет ношение маски, а какие маски оказывают наиболее сильное воздействие."
Их данные показали, что все маски заглушают тихий высокочастотный звук, возникающий, когда человек произносит согласные. "Эти звуки уже являются проблемой для людей с потерей слуха, с масками или без них, и даже становятся проблемой для тех, у кого нет потери слуха, когда вы добавляете маску в микс."
Маски также блокируют визуальные сигналы, такие как выражение лица и движение губ, поэтому чтение речи больше не является вариантом при ношении большинства масок. По словам Кори, почти все в той или иной степени пользуются чтением речи, с потерей слуха или без.
«Вот почему мы протестировали маски с прозрачным окном, которые стали очень популярными», – сказал он. "К сожалению, компромисс заключается в том, что вы можете видеть сквозь них, но они блокируют большую часть звука из всех масок, которые мы тестировали."
По словам Кори, исследование показало, что одноразовые хирургические маски обладают лучшими акустическими характеристиками среди всех протестированных.
Неплотно тканые маски из 100% хлопка также работают хорошо, но, как показали исследования других исследователей из Иллинойса, они могут быть не такими эффективными, как хирургические маски, в блокировании капель из дыхательных путей. Это исследование показало, что плотно сплетенный хлопок и смешанные ткани могут блокировать больше капель, но команда Кори обнаружила, что они также блокируют больше звука. Основываясь на исследовании капель, Кори предположил, что многослойные маски из неплотно тканого хлопка могут предложить разумный компромисс между эффективностью блокировки капель и акустическими характеристиками.
Хорошая новость заключается в том, что большинство масок не полностью блокируют звук, они просто отклоняют его ото рта. Эта деталь означает, что простые устройства усиления могут сделать замаскированную речь более доступной для всех. В частности, на лацкановые микрофоны, которые уже используются во многих классах и лекционных залах, маски для лица лишь незначительно влияют. Многие слуховые аппараты поддерживают аксессуары с выносным микрофоном, которые также носят возле лацкана.
«Большинство людей не ходят с отворотными микрофонами и системами усиления в маске, но это может помочь в тех условиях, где это имеет смысл, например, в классах и на собраниях», – сказал Кори.
U.S. Министерство энергетики и Управление национальной разведки поддержали это исследование.
Кори и Сингер связаны с Скоординированной научной лабораторией. Зингер также является аффилированным лицом Института передовых наук и технологий Бекмана, а также промышленного и корпоративного системного проектирования в Иллинойсе.