Akustiikkaa voi nyt mitata paremmin kuin koskaan – uusi menetelmä syntyi huoneessa, jonka seinillä voi luoda enemmän kaikuvaihtoehtoja kuin maailmassa on muurahaisia
Aalto-yliopiston akustiikan tutkijat ovat keksineet tavan parantaa alan yleisintä mittausmenetelmää, sinipyyhkäisymenetelmää, joka otettiin käyttöön 20 vuotta sitten ja korvasi silloin aiemmat käytössä olleet menetelmät.
Sinipyyhkäisy on yhden nousevan vihellyksen sisältävä ääni, jonka taajuus nousee logaritmisesti käyden läpi koko ihmisen kuuloalueen eli noin 20 Hz–20 000 Hz. Käytännössä taajuuspyyhkäisy kestää muutaman sekunnin.
Pyyhkäisyä pidentämällä huoneeseen saadaan enemmän äänienergiaa, jolloin häiriöiden suhteellinen vaikutus mittaukseen pienenee. Mittausta ei kuitenkaan voida pidentää kovin paljon, koska ajan pidentyessä häiriöäänien ja ympäristön muutosten todennäköisyys kasvaa, mikä lisää epävarmuutta mittauksiin.
Uudessa, kahden mittauksen menetelmässä sinipyyhkäisy toistetaan, kunnes kaksi mittausta läpäisee puhtauskriteerin. Näin automaattinen mittaus saadaan tehtyä luotettavasti.
Menetelmän kehittämisessä tarvittuja tuhansia äänen mittausyhdistelmiä tehtiin akustiikan laboratorion Arni-huoneessa Otaniemessä.
”Akustiikan ja äänitekniikan mittausmenetelmät ovat kehittyneet vuosien saatossa todella paljon. Aikaisemmin huoneessa taputettiin käsiä yhteen tai ammuttiin starttipistoolilla ja sitten kuunneltiin, miten kaiku vaimenee. Koska nykyään mittaukset tehdään tietokoneen ja tarkkojen laskelmien mukaan, tiedämme hyvin tarkasti, miten ääni kaikuu eri tiloissa”, akustiikan professori Vesa Välimäki kertoo.
”Menetelmän nimi Rule of Two (Ro2) tulee siitä, että luotettava mittaus vaatii aina kaksi puhdasta mittauskertaa, jotka korreloivat vahvasti keskenään. Myöhemmin kuulimme, että sattumalta Star Wars -tarinoissa on myös Rule of Two. Tähtien sodalla ja akustiikan mittauksella ei toki ole mitään muuta yhteistä kuin sattumalta menetelmän nimi”, tohtorikoulutettava Karolina Prawda hymyilee.
Tutkijat uskovat, että Ro2 korvaa kertaluonteisen sinipyyhkäisymenetelmän, sillä luotettavampi mittausmenetelmä säästää aikaa suunnittelutyössä.
Akustisia mittauksia käytetään yleensä kaikkien sisätilojen rakennusvaiheessa, joissa pitää saada puhe, kuulutukset tai musiikki kuulumaan kaikille, kuten elokuvateattereissa, metroasemilla, konserttisaleissa, luentosaleissa, kirkoissa ja kongressikeskuksissa.
”Otamme Aalto-yliopistossa mittausmenetelmän käyttöön välittömästi muun muassa opetuksessa. Toivottavasti myös akustiikan ala huomaa hyödyt mahdollisimman pian”, professori Välimäki sanoo.
Käännettävillä paneeleilla syntyy loputon määrä ääniyhdistelmiä
Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Seinäpaneelien toinen puoli on kova ja toinen pehmeä. Huoneen kaikuisuus muuttuu kovasta pinnasta kaikuisaksi ja pehmeästä pinnasta vaimeammaksi. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kääntyvien paneelien avulla tutkijoiden on mahdollista muunnella ääniympäristöä lähes loputtomiin.
”Mittausmenetelmä löytyi nimenomaan tuhansien mittausten avulla. Seinillä voi tehdä enemmän erilaisia kombinaatioita kuin maailmassa on muurahaisia*”, professori Sebastian Schlecht mainitsee.
”Seinäpaneelit aukeavat ja menevät kiinni ohjelmiston niin käskiessä. Meidän tehtävämme oli analysoida tuhannet mittaukset ja verrata niitä keskenään”, Prawda sanoo.
Artikkeli on julkaistu arvostetussa Journal of the Acoustical Society of America -lehdessä. Artikkeli on luettavissa tästä linkistä.
*Kuuluisan muurahaistutkijan E.O. Wilsonin arvion mukaan maailmassa on noin 10 000 000 000 000 000 muurahaista
Katsoaksesi videon lähteestä www.youtube.com, anna hyväksyntä sivun yläosasta.Katso video Arni-huoneesta
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Karolina Prawda
Tohtorikoulutettava, Aalto-yliopisto
karolina.prawda@aalto.fi
Vesa Välimäki
Professori, Aalto-yliopisto
puh. 050 569 1176
vesa.valimaki@aalto.fi
Sebastian Schlecht
Työelämäprofessori, Aalto-yliopisto
puh. 050 517 6093
sebastian.schlecht@aalto.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu noin 13 000 opiskelijaa ja yli 4 500 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Tutkijat kytkivät lähes ikiliikkuvan aikakiteen ensimmäistä kertaa ulkoiseen värähtelijään – voi kasvattaa kvanttitietokoneiden laskentatehoa16.10.2025 12:00:00 EEST | Tiedote
Aikakide on moninkertaisesti pitkäikäisempi kuin muut kvanttijärjestelmät, joten sitä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi kvanttitietokoneiden laskentatehon sekä mittauslaitteistojen tarkkuuden kasvattamiseen.
Hiilipohjaiset radikaalit ovat tulevaisuuden aurinkokennoteknologiaa14.10.2025 08:10:00 EEST | Tiedote
Kansainvälisen tutkimusryhmän löydös on merkittävä askel kohti kevyitä, joustavia ja energiatehokkaita aurinkokennoja.
Aalto-yliopiston tutkijat YK:n COP30-ilmastokokouksessa9.10.2025 10:45:00 EEST | Tiedote
Tarvitsetko asiantuntijahaastateltavaa ilmastoon liittyvistä teemoista? Aalto-yliopiston tutkijoiden ja professorien asiantuntemus on käytettävissä ennen YK:n ilmastokokousta ja sen aikana. Tutkijoitamme osallistuu myös kokoukseen Brasiliassa. Energiamurros Mika Järvinen (professori) taitaa energiamurroksen ison kuvan: minkä pitää muuttua ja miten. Hän keskittyy tutkimuksessaan hiilidioksidin talteenottoon, vedyn tuotantoon eri menetelmillä, sekä kestävien polttoaineiden valmistukseen. Opetuksessaan Järvinen keskittyy muun muassa uusiutuvan energian tuottamiseen tuuli- ja aurinkovoimalla. Järvinen on myös juuri julkaissut aiheesta laajan suosion saaneen oppikirjan, ja osaa esittää monimutkaiset asiat ymmärrettävästi. Järvinen on paikalla ilmastokokouksessa Brasiliassa 10.–16.11. Hänet tavoittaa numerosta +358 40 754 2171 ja sähköpostista mika.jarvinen@aalto.fi Rakentamisen tulevaisuus Matti Kuittinen (professori) tutkii kestävää rakentamista. Hänen johtamansa tutkimusryhmä tutkii sitä,
Endurance ei ollutkaan aikansa vahvin laiva ja sen puutteet olivat tiedossa – tutkimusmatkailija Shackletonin aluksen uppoamisesta paljastui uutta tietoa6.10.2025 13:00:00 EEST | Tiedote
Uusi tutkimus osoittaa, että tutkimusmatkailija Ernest Shackletonin kuuluisa Endurance-alus ei ollut rakenteellisesti riittävän kestävä ahtojäiden puristukseen. Shackleton myös tiesi aluksen puutteista ennen huonosti päättynyttä matkaansa Etelämantereelle.
The real reasons Endurance sank — study finds Shackleton knew of ship’s shortcomings6.10.2025 13:00:00 EEST | Press release
A world-first study reveals the famed polar explorer was aware of worrying structural shortcomings in the ill-fated ship — Endurance was not designed for compressive ice conditions — yet it set sail anyway.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme