主动降噪系统让窗户开着也能降低噪声
研究团队开发了一种装在窗框上的主动降噪系统，可在保持自然通风的同时削弱交通噪声，最多降低约10分贝。
在城市生活中，人们常常陷入两难：关上窗子，才能阻挡街道的嘈杂，却也失去了新鲜空气；打开窗子，呼吸畅快了，噪声却也一同涌入房间。
为解决这一困境，研究人员提出了一种装在家用窗户上的主动降噪系统。它的原理并不是简单地封堵声音，而是通过一组分布在窗框上的小型扬声器发出“反噪声”，与进入的噪声相互抵消。系统由一个参考麦克风监测外界噪声，再由控制器实时计算并驱动扬声器发声，从而在室内实现整体降噪。
数值分析显示，在理想状态下，这种主动降噪甚至可能超过单层玻璃紧闭窗户的隔音效果。为了验证实际可行性，研究团队在一间模拟房间中安装了一扇一米见方的推拉窗，并在防护格栅上固定了24个小型扬声器作为控制单元。
实验结果令人鼓舞。在播放真实录制的交通、地铁和飞机噪声时，系统在500赫兹以上的频段实现了稳定的削弱，平均降噪幅度接近10分贝，相当于把嘈杂的马路声压低成正常谈话的音量。与完全关窗相比，主动降噪的效果稍逊一些，但差距只有2至6分贝。而且它最大的优势在于，窗子始终保持开启，自然通风毫不受影响。
不过，这套系统也有局限。由于扬声器体积较小，以减少视觉遮挡和气流阻碍，它们在低频段的控制能力有限。300赫兹以下几乎没有降噪效果，300到500赫兹之间的削弱也不够理想。这意味着，对于飞机轰鸣或变压器低沉的嗡嗡声，系统难以有效应对。但对于汽车和列车这样的中高频噪声源，它的表现非常可观。
这种设计思路打破了传统被动隔音的局限。过去，噪声控制往往依赖厚重的玻璃、封闭的结构，牺牲了空气流通。而主动降噪系统提供了另一种可能：通过电声学和算法，把声音本身作为“材料”，在开窗通风的情况下，也能创造一个安静的室内环境。
更令人期待的是，它的潜在健康效益。研究指出，若交通噪声暴露水平降低10分贝，人群高血压、心脏病等相关健康风险可能下降7%至17%。这意味着，如果未来这种技术得以推广，都市居民的生活质量与健康或许都会随之改善。
目前，研究团队采用的算法优先考虑实用性而非极限性能。系统在训练阶段会利用参考噪声生成一套固定的滤波器系数，之后就能在没有误差麦克风的情况下独立运行。这种设计减少了计算量，更适合实际家庭应用。但在不同噪声环境下，单一滤波器并非总能达到最佳效果，因此未来或许需要建立一个滤波器“数据库”，像降噪耳机那样根据噪声特征自动切换。
这项研究展示了一条值得探索的新道路：我们也许无需在“开窗通风”和“安静生活”之间做选择。通过技术的介入，城市人可以同时拥有清新的空气和更宁静的居住环境。
