几乎到处都是破坏性的噪音，从办公室走廊里的人们到街道上的道路施工到邻居的割草机。在伊利诺伊大学协调科学实验室进行的研究正在寻求改善这种嘈杂的挫败感。
 
目前的噪音消除技术以耳机和耳塞的形式出现。为了消除噪音，这些耳机发出抗噪声信号以对比外部声音。耳机产生这种抗噪声信号的时间非常短。这会导致一些噪音通过，这就是为什么所有这些设备必须用噪音消除材料覆盖整个耳朵的原因。然而，长时间佩戴这种耳塞设备并不舒服，甚至可能是有害的。
 
“我们的目标是不阻塞耳道，”主要作者，博士生沉申说。协调科学实验室和电气和计算机工程系（ECE）的候选人。“我们设想了一种耳背式设备，它仍可实现与目前最好的耳机或耳塞一样好的噪音消除功能。”
 
这项研究背后的主要思想是将无线物联网网络与噪声消除相结合。将麦克风放置在感测声音的环境中并通过无线信号将其发送到耳机。由于无线信号的传播速度比声音快一百万倍，因此耳机可以比实际声音本身更快地接收声音信息。
 
“这类似于闪电和雷声-闪电在雷声到来之前就已到来，让人们为大声的隆隆声做好准备，”沉的顾问，欧洲经委会教授Romit Roy Choudhury说。“同样，我们的耳朵设备可以提前获得声音信息，并且有更多的时间来产生更好的抗噪声信号。”
下图（以及附带的视频）显示了该技术如何工作的示例。想要取消噪音的人（爱丽丝）会将物联网麦克风放在她的办公室门外。她的同事在走廊里的谈话产生的噪音被这个IoT设备拾取，并通过无线连接传输到Alice的耳机。实际的声音稍后会到达耳机，由于这个提前期，噪音可以完全取消。结果，不再需要阻塞耳道。
 
但是，有一些限制。物联网麦克风需要在噪声源和爱丽丝之间。如果从各个方向向她发出噪音，则需要在她周围放置更多的物联网设备。在研究期间进行的测试中，由Shen和Choudhury的小组设计的设备在整体噪声消除方面优于领先的耳机，并且被人类参与者评为更好。
 
当被问及该设备可能涉及的潜在隐私问题时，沉某无法解决一些最常见的担忧。
 
“最常见的隐私问题是该设备将秘密记录某人的声音，”沉说。“这个设备是模拟的，所以它无法录制声音。设备听到声音的那一刻就会无线发送。”
 
这种差异化将Shen的设备与当今常用的许多物联网设备区分开来，例如Amazon Echo和Google Home，后者必须录制语音样本才能运行。
 
沉和他的同事们已经开始关注他们的工作。有关该项目的研究论文最近被选中，将于8月底在即将于匈牙利布达佩斯举行的计算机协会数据通信特别兴趣小组（ACM SIGCOMM）会议上进行介绍。该会议汇集了计算机网络和通信领域的全球研究人员。
 
“这必将改变我们对噪声消除的看法，物联网传感器网络协调以实现更安静和更舒适的环境，”ECE助理教授Haitham Hassanieh说，他是本文的共同作者。其他合着者包括Nirupam Roy和Junfeng Guan，均为欧洲经委会博士。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的学生。
 
展望未来，该团队希望扩大其设备的使用范围，一次为多个人提供噪音消除，并使可穿戴设备更轻，以便连续使用。