人类观察周围世界的能力是通过我们的感觉器官(眼睛、耳朵、鼻子、皮肤和舌头)实现的，这些器官的效率如此之高，以至于大多数人不会有意识地思考它们。其他人，比如机械工程杰出教授罗恩·迈尔斯，一直对它们有一种“感觉”。
“从我记事起，我就出于某种奇怪的原因对声音感兴趣。随着我了解得越来越多，我意识到听觉可以说是最重要的感觉，”迈尔斯说。“[失去]视力会让你远离事物，但如果失去听力，你就会远离人。对于我们以及所有动物来说，听觉确实是最重要的交流方式。”
1876 年，亚历山大·格雷厄姆·贝尔 (Alexander Graham Bell) 获得了第一个麦克风的专利。近 150 年后，迈尔斯致力于再次彻底改变听力学——这一次，他转向自然。
迈尔斯以仿生学为模型，与当时的博士生周健合作完成他的论文项目;两人后来开创了仿生流动麦克风并获得了专利，该专利现已由加拿大风险投资公司 TandemLaunch 及其衍生公司 Soundskrit 商业化，该公司最近还发布了模拟和数字版本的麦克风迈尔斯最初的概念。
然而，要理解为什么这项专利是一项革命性的技术进步，我们必须了解：麦克风是如何工作的?而且，什么才是真正的声音?
“声音本质上是一种波动。我们通过耳膜听到声音。我们的耳朵有小鼓、小表面或鼓膜，由压力变化驱动。大气压力的微小变化会导致我们的耳膜移动，然后我们的耳朵会察觉到这种运动，”迈尔斯说。“像蚊子、蟋蟀和蠓之类的东西——它们用细小的毛发来听声音，而这些毛发是由空气中的运动驱动的，而空气中的运动是声场的一部分。”
这种本质的区别使得仿生学成为一个如此有趣的研究视角。麦克风的工作原理是获取声波并将其转换为电信号。大多数都是模仿人耳及其感知压力的能力。然而，还有其他“聆听”的方式，也有许多动物可以模仿。
不幸的是，有时与动物一起工作可能会遇到一些障碍，例如迈尔斯在康奈尔大学的合作者将一些雌性蚊子带到宾厄姆顿进行研究。
“他们出来了，到处都是。工程与科学大楼的一楼到处都是!就像七月份在[宾厄姆顿大学]自然保护区一样，”他说。“它们咬所有人——太可怕了。这种情况持续了几周。”
不过，其他动物则更容易管理。蜘蛛以一种独特的方式聆听，除了利用它们编织的网以及感知运动的身体上的小毛之外。
周和迈尔斯首先通过步行开始研究，认识到了这一点。
“[周]在自然保护区散步，回来后说，‘嘿，有一张蜘蛛网在微风中飘扬。它会随着风而移动，而且是很坚固的东西。’ 然后他从自然保护区借了一只蜘蛛并将其带回实验室，”迈尔斯说。
“丝绸对声音的反应非常美妙。它对声场中空气的运动做出了反应，这确实是第一个。它的反应非常好，就像一个完美的麦克风。它可以在任何时候都对声音做出完美的保真度反应。”从 1 赫兹到 50 千赫兹，频率范围比任何麦克风都要宽，频率响应更平坦。”
迈尔斯和周认为，从理论上讲，这可能意味着使用与蜘蛛网相同的结构特性(利用速度感应声音)的麦克风可以在高频和低频下再现具有相同幅度质量或“良好保真度”的音频。他们推断，使用速度和压力这两个分量可能会更完整地描述声场。
为了测试它，两人转向宾厄姆顿大学的消声室，这是位于工程与科学大楼底层的隔音室，他们可以在那里控制环境并防止数据收集中断。
迈尔斯和周很幸运地选择了蜘蛛丝。尽管其他动物可能也表现出类似的结果，但丝绸具有特殊的特性，有助于他们测试丝绸并帮助他们得出导致成功获得专利的结论。
“[丝绸]不是只在一端支撑的东西，而是两端都支撑的。我们知道它必须非常轻且非常灵活;你不希望它飘走。你必须按住它不知何故。在两端都提供支撑会让事情变得更容易，”迈尔斯说。“事实是，在自然界中，有无数的系统以这种方式进行感知。你必须走出去看看它们，然后决定你实际上可以制造哪一个。”
新的、潜在的研究目标可以着眼于如何制造更具悬臂结构的结构，就像一根头发竖起来一样。许多动物身上覆盖着有助于听力的小毛。其他前进的方向可以研究声音如何通过水中而不是空气中的运动传播。
与此同时，使该产品成为公众可用的产品的工作仍在继续。为了改善消费设备中的音频捕获，Soundskrit 开始了第一项任务——考虑世界各地的大学和研究机构，以确定投资方向。没过多久，公司就意识到没有其他人在做迈尔斯和周正在做的事情。
“我们发现，大多数人似乎都采取了或多或少相同的方法。他们将麦克风视为给定组件，并依靠将大量麦克风与软件结合使用来尝试将用户的声音与背景噪音隔离开来，”萨希尔说古普塔，Soundskrit 联合创始人。“通过改进底层硬件，除此之外的其他一切都只会得到改进。结合一些真正令人难以置信的结果和真正独特的故事，我们看到了这种方法的与众不同。”
该专利并不是这项研究的终点。即使 Soundskrit 开始大规模生产和发行，迈尔斯和周仍继续利用他们从研究中收集到的基本信息来推进他们即将开展的工作。虽然周希望继续推进听觉纳米技术，但迈尔斯最近利用美国国立卫生研究院 RO1 拨款启动了一个项目，研究耳朵中的声流并改进听力损失和其他听觉问题的治疗方法。
无论是针对消费者、医疗保健还是研究，通过这项专利完成的工作都可以深刻改变我们的聆听方式，并带来根本性的技术进步——研究始于大学地下室。
“如果你有另一种方法来制造甚至感觉不到压力的麦克风，它就会引入一种新的设计方法。你只需扔掉旧的设计并开始新的原理;它会有不同的限制。而且它可能是更容易满足设计中的一些要求，并且更实用地制作出音质真正好听的麦克风。”迈尔斯说。“也许这样的话，把它做得很小就不是问题了。手机麦克风就和录音室麦克风一样好。”
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