Magyar diák fejlesztette ki a jövő hangszóróját

2013.05.23. 16:17

Új, szebb hangzású hangszórók készülhetnek egy húszéves magyar diák találmányai nyomán. A húszéves Papp Gergely egyedi hangszórót épített meg a világ legjobb ragasztójának felhasználásával. A találmánnyal az Intel arizonai tudományos versenyén, az ISEF-en a harmadik helyezést szerezte meg. Bár angolul csak három hónapja tanul, az amerikai versenyen már négy Nobel-díjas zsűritagnak is elmagyarázta ötletének lényegét. Az olcsón megépíthető, mégis jó hangzást biztosító hangrendszerek megépítését lehetővé tevő technológia szabadalmának bejegyzése már megkezdődött, ami szerencse, mert már megtalálták az ipari kémek is, akiket ügyesen lerázott. Néhány órával az amerikai döntő eredményhirdetése előtt beszélgettünk vele.

Milyen indíttatásból kezdtél el foglalkozni pont hangszórókkal?
Már 14-15 éves koromban elkezdtem foglalkozni a hangszórókkal és hangfalak műszaki megoldásaival. Életemben eddig nagyjából ezer hangszórót szedtem szét, raktam össze és javítottam meg. A suli mellett (Gergely a Szegedi Műszaki és Környezetvédelmi Középiskola és Szakképző Iskola Gábor Dénes Tagintézményének tanulója) egy szegedi cégnél dolgozom szervizesként. A hosszú évek alatt kitapasztaltam, mik a hangszórók alapvető hibái, és azokra próbáltam megoldást találni. A hagyományos elvek alapján ezt nem lehetett kijavítani, ezért kidolgoztam három olyan különböző elvet, amelyek segítségével megvalósítható a hibák kiküszöbölése.

Fotó: Vincze Barbara [origo]
Papp Gergely az ISEF versenyén a standjánál

Mik ezek az újítások?
Az egyik fő megoldásom ahhoz a tapasztalathoz kapcsolódik, hogy egy hagyományos hangszóró túlterhelés esetén egyszerűen leég. A gyártók ugyan megadják minden hangszóró maximális terhelését, de előfordul, hogy az eszközök már ezt sem bírják. Az volt a célom, hogy sokkal kisebb költségvetésből sokkal nagyobb teljesítményt hozzak ki egy hangszóróból - miközben legyen minimális a torzítás.

Ha egy hangszórónak az érzékenységét - az úgynevezett aktivitását - megnöveljük az új mágneskör segítségével, akkor valahogy kompenzálni kell, hogy emiatt a hangszórónk hangzása torzabb lesz. Egy hagyományos hangsugárzó nem képes az összes frekvencia lesugárzására: minél nagyobb a felülete, annál nagyobb teljesítményre van szükség a magas hangok lesugárzására. Minél nagyobb egy hangszóró, annál jobban elvesznek róla ezek a magas hangok. Ezt azzal próbáltam kompenzálni, hogy létrehoztam egy olyan membránt, amely képes a magas hangok sugárzására is. Ezt sikerült Magyarországon kiviteleznem különböző anyagok segítségével, a mágneskört pedig egy új technológiai eljárással hoztam létre. (Erről bővebben a keretes írásban olvashatja el Papp Gergely ismertetőjét.)

"A hagyományos hangszóró úgy működik, hogy van egy mágneses terünk, fölül északi, alul déli. Az elektromágnes segítségével le-föl mozog ez a tekercs, azaz rezeg. Ez rezgéseket kelt a membránban, és az továbbítja fülünkbe a hangokat. Ezt a membránt azonban magas hangokkal túl lehet terhelni, ilyenkor a hangzás torzzá válik. A torzítást úgy lehet megszüntetni, hogy a túlterheléskor fellépő nagy aktivitást valahogy vissza kell fogni. Ehhez hoztam létre egy ún. kúpos tekercset, ami beavatkozik az elektromágnes működésébe azokban az esetekben, amikor már torz hangok jönnének ki a hangszóróból. Ettől függetlenül azonban a hangsugárzó terhelhetősége megmarad - minőségromlás nélkül."



Szerinted mennyire forradalmi az újításod?
Ilyen megoldással még sohasem találkoztam. Valószínűleg más sem, mert rengeteg cég tulajdonosa és munkatársai felkerestek a versenyen. Még nem hallottak hasonló megoldásról: azt is sokan megkérdezték, hogy milyen anyagokat használtam a hangszóró elkészítéséhez, de konkrétumokat nem árultam el nekik.

Forrás: Vincze Barbara [origo]
Gergely újításának egy fontos részlete

Nekünk azért elárulnál párat?
Annyit igen, hogy a ragasztó nagyon jó minőségű, a világ legjobb ragasztója, amit a világ legjobb cégétől kaptam. Ez egy olyan ragasztó, ami hőre keményedik, és akár a 800 Celsius-fokot is kibírja.

A felhasználó szempontjából miért előnyös az általad kidolgozott hangsugárzó alkalmazása?
Az érzékenysége azért nagyobb, mert egy új mágneskört hoztam létre. Egy hagyományos hangszóróban fölül van az északi rész, alul pedig a déli. Az, hogy az érzékenysége sokkal nagyobb, azért jó, mert az általam kidolgozott hangszórókból olcsón lehet majd kiépíteni egy jó minőségű otthoni házimozi-hangrendszert. Hagyományos hangfalak alkalmazása esetén jelenleg egy ilyen rendszerhez két-háromszázezer forintos, komoly teljesítményű erősítőre van szükség. Az én megoldásommal az erősítő költségét jelentősen le lehet csökkenteni, a hangnyomás és a hangminőség megtartása mellett. Még az is fontos, hogy a membrán anyagi minősége más: sokkal merevebb, így magas hangok is kiterjednek a membránra - így lesz sokkal szélesebb a hangszóró tartománya, azaz tisztább hangzást biztosít egy hagyományos hangsugárzónál.

Mekkora feltűnést keltett az újításod?  
Különböző cégek felkerestek a verseny döntőjén, de már azt megelőzően is. Magyar érdeklődők ugyan nem voltak, ám a külföldi cégek közül az audioeszközöket gyártó amerikai JBL cég már igen. Kaptam tesztanyagokat, alkatrészeket egy másik amerikai vállalattól, az Electro-Voice-tól is.

Próbálkoztak néhányan ipari kémkedéssel is, sok érdeklődő szerette volna, ha mindent elárulok a hangszóróról, mások arra kértek bizonyítékot, hogy a megoldás valóban kiküszöböli-e a hang torzítását. És persze rengeteg kérdést kaptam a részletekről: ezekkel kapcsolatban azonban csak a zsűrinek árultam el mindent, őket ugyanis köti a titoktartás.

Forrás: Vincze Barbara [origo]
Gergely amerikai iskolásoknak magyarázza a hangszórója működését

Voltak kételkedő hangok? Ők mit mondanak?
Azt kérdezgették, hogy nem torzít-e a hangszóróm egy idő után, amikor folyamatosan levágjuk a túlterhelés esetén fellépő különböző kilengéseket. Mondtam nekik, hogy nem, mivel a kilengések alapból torz hangok, és ha azokat visszafogjuk, a torzítás is megszűnik. Az ISEF többi indulójával sokat heccelgettük egymást: elmondtuk egymásnak, hogy kinek mi lehet a hiba a projektjében. Ők is mondták, hogy ha túlterheljük, szerintük torzítanának a magas hangok a hangsugárzómon, úgyhogy van még mit fejleszteni rajta.

Mennyire volt mindezt egyszerű angolul elmagyaráznod a Nobel-díjasokat is tartalmazó zsűrinek?
Rettentő nehéz volt, főleg, mert még csak három hónapja tanulok angolul. Korábban nem tanultam, mert megvonták tőlem az iskolában a nyelvtanulás lehetőséget a diszlexiám miatt. A kijutásomat segítő Magyar Innovációs Szövetség viszont azt a kitételt tette, hogy akkor indít el a versenyen, ha megtanulok angolul, ez pedig elég nagy ösztönzés volt arra, hogy mindent beleadjak a tanulásba. Úgy tűnik, sikerült valamennyire. Először úgy tudtam, hogy öt zsűritag lesz, arra számítottam, hogy nekik gond nélkül be tudom mutatni az ötletemet. A bemutató napján reggel kilenctől délután hatig tizennyolcan voltak a standomnál: az utolsó érdeklődőnek már csak daráltam, nem is tudtam, mit mondok, annyira berögzült a szöveg.

És megértették?
Sokan igen, de olyanok is voltak, akik kötekedtek. Volt pár olyan zsűritag, aki azzal jött ide, hogy "only one question" (csak egy kérdés). Ha tudom rá a választ, akkor nyert ügyem van náluk, ha nem, akkor nem. Szerintem ők voltak a Nobel-díjasok.

Általában mi volt ez az egy kérdés?
Két majdnem ugyanolyan hangszórót mutattam nekik: az egyik a hagyományos, a másik az én fejlesztésem. Ugyanaz a membránfelület, meg a tekercs is majdnem ugyanaz, csak más a mágneskör - és erre jön az a kérdés, hogy hogyan tud akkor dupla akkora teljesítményt. Egyiküknek például elmagyaráztam háromszor ugyanazt, de nem értette meg. Ő harmadjára is azt mondta, hogy nem hiszi el, mert a mellé tervezett hangváltó nem bírná ezt a teljesítményt. Pedig kiemeltem neki, hogy a kiállított hangváltóm csak a tesztre lett készítve, hogy az átviteli sávot tudjuk bizonyítani.

Amikor elkezdted tervezni a hangszórót, milyen segítséget kaptál, és kitől?
Sokáig sokan nem hittek ebben az egészben, és elpártoltak tőlem, mert hülyeségnek tartották. Úgyhogy igazából mindent az Innovációs Szövetségnek köszönhetek, mert ha ők nem karolnak föl, talán az egész projektből nem lett volna semmi. Különösen Ivánka Gábor szabadalmi ügyvivőnek, az Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Verseny zsűritagjának. Évek óta részt vesz a magyar fiatalok felkészítésében, ő készített fel engem is a versenyre, és el is kísért oda. Tizenhét évesen kezdtem el a fejlesztést, egy évvel később pedig mindent feltettem egy lapra, és kétéves fejlesztéssel álltam elő. Innentől kezdve csak a hangszóró tökéletesítésével foglalkoztam. Még otthon átnézte hét-nyolc ember a bizonyítást fizikailag, összeállításilag, mérésileg. Tavaly megnyertem a Magyar Innovációs Szövetség versenyét, pedig ezt megelőzően 21 éven át nem ítéltek oda senkinek fődíjat. Utána kimehettem Pozsonyba, az európai bajnokságra, ahol megnyertem a szabadalmi hivatal, a Slovakian Patent Office különdíját.

Ez azt jelenti, hogy szabadalmaztatva van a hangszóród?
Folyamatban van a szabadalmaztatása Magyarországon. Ha lezárul a szabadalmi kutatás, akkor majd szeretném kiterjeszteni a teljes Európai Unióra. A következő lépés pedig Amerika lenne.

Látsz arra lehetőséget, hogy Magyarországon gyártatnád a hangszórót, vagy eleve egy külföldi céggel szeretnél szerződni?
Magyarországon nem sok gyártó van, egy-két kisebb, kifejezetten high-end szegmensre koncentráló vállalatot leszámítva. Ahogy néztem, ők maguk sem tudnak igazán ebből megélni. Még nem szerződtem senkivel, de most úgy tűnik, hogy kapok egy tanulási lehetőséget egy nagy holland hangszórógyártó cég fejlesztési részlegén. Egyetemet végezhetnék náluk, amihez jönne plusz két év mesterképzés. De ez még függ a nyelvtudásomtól és a jövőtől is. Még egy évem van a jelenlegi iskolámban a technikusi vizsgáig, utána majd eldöntöm, mi legyen.

Érdekelne minket, milyen ismert technológiákban hiszel. A Macet vagy a Windowst szereted?
Szerintem a Mac. A Windowsban eddig mindig csalódtam, lehet, hogy a Macben nem csalódnék.

És inkább iOS vagy az Android?
Az Android eddig mindig bevált. Ha például a telefonokat vesszük példaként, az iOS-nek sok hibája van. Például az, hogy Bluetoothon keresztül nem lehet más rendszerű készülékekhez kapcsolódni vele.

Laptop vagy táblagép?
Egyértelműen a laptop: nekem eddig bármilyen tabletem volt, nem tudtam ugyanazokra a feladatokra használni, mint egy laptopot. Lehet, hogy gyorsan elő tudom kapni a tabletet, hogy írjak egy mailt, de ugyanezt meg tudom csinálni a laptoppal is.

Fotó: Vincze Barbara [origo]
Díjátadó

Lelkes zenehallgatónak számítasz,  vagy véletlen, hogy tinédzserkorodban pont a hangszórók keltették fel az érdeklődésedet?
Majdnem tíz évet társastáncoltam, ami után a zeneszeretet megmaradt bennem, de a tánc már nem. És mivel nagyon szeretem a műszaki dolgokat, próbáltam a kettőt kombinálni. És nagyon megtetszett, már igazából ez az életem.

"1600 visongó zseni"
Tinédzserek özönlik el az arizonai Phoenix egyik hoteljének úszómedencéjét, kiabálnak, fröcskölik egymásra és a közelükben lévő szállóvendégekre a vizet, vízicsatáznak, belökdösik egymást a medencébe. Ránézésre pont olyanok, mint bármelyik más tinédzser. Ám ez csak a látszat, ugyanis ők néhányak abból az "1600 visongó zseniből" - ahogy a jelen lévő Brian David Johnson jövőkutató fogalmazott -, akik nagyjából egy hétig vesznek részt az ISEF nevű nemzetközi versenyen Phoenixben.  

Fotó: Vincze Barbara [origo]
Néhány induló a gála előtti napon

Az ISEF (Intel International Science and Engineering Fair) vendégei ők, az itt elért győzelmeket a középiskolás tudományos versenyek Oscar-díjának tartják. Hetven országból érkeztek, Magyarországról az idén egyedül Papp Gergely jutott be a megmérettetésre, amelyen egy kategóriában több nyertest is hirdetnek. Van, aki vicces dolgot fejleszt, ami mintha egy sci-fiből lépett volna elő, más segítő robotot, biotech újítást, nyelvtanulást ösztönző programot vagy olyasvalamit, ami a beteg emberek életét könnyíti meg.

Vannak országok, ahonnan csak egy vagy néhány induló vett részt a versenyen, máshonnan egész tömegek érkeztek. Legtöbben a versenynek otthont adó Egyesült Államokból vannak, de nagyon erősek a BRIC-országok is, illetve Szaúd-Arábia, bár lehet, hogy ők csak lepelszerű nemzeti öltözékük miatt tűnnek ki a tömegből. Az ISEF első díját az idén - a megszokottól eltérően - nem amerikai, hanem román diák nyerte, a 19 éves Ionut Budisteanu, aki projektjében mesterséges intelligenciát használt arra, hogy egy alacsony költségű, önmagát vezető autó modelljét kidolgozza. (Róla és a többi fődíjasról részletesebben itt olvashat.)

A negyedik helyezettől a fődíjig terjed a díjazottak sora, és a gála előtti napon rengetegen kapnak különdíjakat is a nagy világcégek - például Google, NASA - mellett olyanoktól is, mint az Amerikai Statisztikai Hivatal, pszichológiai intézetek vagy a Coalition for Plasma Science. A NASA munkatársának például már csak azért is nagyon jó lehet lenni, mert egy ilyen díjátadón is a közmondásos kék overalljukban mehetnek ki a színpadra.

Fotó: Vincze Barbara [origo]
Részlet az újságíróknak tartott bevezetés egyik prezentációjából

A hangár nagyságú teremben megrendezett, órákon át tartó díjátadók - rengeteg kategóriában rengeteg megosztott díj - a diákoknak hála nem lesznek unalmas események, a színpadra özönlésük ugyanis üde színfolt. Lássuk a koreográfiákat: van, aki a díjátadó nyakába ugrik, más elsírja magát, megint más a színpadra érve a közönség felé fordul, és dob egy magánszámot vagy egy bukfencet.

A sajtónak négy órája volt arra, hogy a vásár területén beszélgessen a diákokkal. Ezalatt több gyerek is azt meséli, hogy az iskolája nem állt éppen támogatóan mögötte, ezért inkább az iskolai kereteken kívül, otthon vagy másutt dolgozott a fejlesztésén. Vannak persze rengetegen olyanok is, akik specializálódott szakiskolákból érkeztek; több a beszéd- vagy testi fogyatékos gyerek is, vannak, akik hátrányos szociális helyzetben lévő családok fiai és lányai. Apropó nemek: feltűnően sok a lány - az arab országokból is.  

Fotó: Vincze Barbara [origo]
Az egyik lány jelvényekkel teletűzdelt passza

Az egy hét alatt pedig egy csomót beszélgetnek egymással, vitatkoznak, érvelnek, ezerszer mutatják be a projektjüket, kitűzőket cserélnek - és ricsajoznak a hotelek úszómedencéiben.