Uzun bir uçuşta yan arka koltuktaki bebek ağlıyorsa veya tren raylarının ritmi müziği bastırıyorsa, imdadımıza aktif gürültü engelleme yetişiyor. Çoğu yeni nesil kulaklık artık bu “sihirli” sessizliği sağlayabiliyor. Modern zamanlarda kullanmaya başladığımız bu teknolojinin kökleri şaşırtıcı şekilde eskiye dayanıyor.

1933’te Alman araştırmacı Paul Lueg, havadaki ses titreşimlerini ters fazda başka ses dalgalarıyla bastırmak için bir patent başvurusu yaptı . Patent 1936’da onaylanmıştı ancak o dönemin elektronik imkanları ses dalgalarını analiz edip yeniden üretmek için yeterince hızlı değildi; düşünce raflarda kaldı. 1950 ’lere gelindiğinde, havacılık alanındaki mühendis Lawrence Fogel, helikopter pilotlarının kokpit gürültüsünü azaltmak için aktif gürültü engelleme üzerine bir dizi patent hazırladı ve böylece ilk ANC (active noise cancellation) kulaklık sistemlerini geliştirdi . Bu sistemler fazın tersini üreterek motor uğultusunu azaltıyor ve pilotların telsizle daha net konuşmasını sağlıyordu. 1978’de ise Dr. Amar Bose bir uçak yolculuğu sırasında jet motorlarının uğultusundan kurtulmanın yollarını düşünmeye başladı; uçaktan iner inmez araştırma ekibini topladı ve gürültü engelleme teknolojisini tüketici kulaklıklarına taşıyan serüven başladı .

ANC yalnızca tarihi bir merak değil, aynı zamanda basit bir fizik prensibine dayanır. Gürültü, havada basınç dalgaları olarak hareket eder. Bir kulaklığın mikrofonu ortamdaki gürültüyü toplar, dahili devre bu dalgaların genliğini ve fazını analiz eder ve ters fazda (antifaz) yeni bir ses dalgası üretir. Ters fazlı dalga, orijinal dalganın tepeleri ve çukurlarıyla çakışınca yok edici girişim oluşur ve sesler birbirini söndürür . Modern sistemler analog devreler veya sayısal sinyal işleme ile bu ters dalgayı sürekli üretir, böylece düşük frekanslı uğultular neredeyse tamamen yok olur.

Gürültü engellemenin popülerleşmesinde askeri projeler önemli rol oynadı. 1978’de ABD hükümeti, jet pilotları ve NASA astronotlarının yüksek motor gürültüsüne rağmen yerle iletişimi sürdürebilmesi için bir ses şirketinden teknoloji geliştirmesini istedi. Bu çalışmalar sonucunda ANC 1986’da askeri kulaklıklarda kullanılmaya başladı ve daha sonra tüketici ürünlerine yayıldı. Yıllar içinde teknoloji olgunlaştı; artık kulaklıklarımız ortam sesini sürekli dinliyor, ters dalgaları üretiyor ve gürültüyü azaltıyor .

Düşük frekanslarda başarı yüksek olsa da, yüksek frekanslı ve düzensiz seslerde ANC’nin performansı sınırlı kalıyor çünkü sistem dış sesleri analiz edip tam zamanında ters dalga üretmekte zorlanıyorlar. Gelecekte uyarlanabilir algoritmalar ve makine öğrenimi ile gürültü engellemenin yüksek frekanslarda daha da başarılı olması bekleniyor. Bilim ve mühendisliğin bir araya gelişi sayesinde, artık “gürültüsüz” bir dünya kulağımızın ucunda.

Yazar: Ali Altiparmak