Ronald Aarts

Ronald M. Aarts (sinh năm 1956) là một kỹ sư điện và nhà vật lý người Hà Lan, nhà phát minh và giáo sư trong lĩnh vực điện âm học và xử lý tín hiệu y sinh.

Ronald M. Aarts nhận bằng cử nhân kỹ thuật điện vào năm 1977 và bằng tiến sĩ vật lý tại Đại học Công nghệ Delft vào năm 1995. Năm 1977, ông gia nhập nhóm Quang học tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Philips (trước đây gọi là Natlab) ở Eindhoven, Hà Lan. Nghiên cứu ban đầu của ông liên quan đến các hệ thống servo và xử lý tín hiệu dùng cho đầu đĩa Video Longplay và đầu đọc đĩa compact. Năm 1984, ông chuyển sang Nhóm Âm học của Philips, nơi ông nghiên cứu phát triển các công cụ CAD và xử lý tín hiệu cho hệ thống loa.^[1][2] Năm 1994, ông trở thành thành viên của nhóm Xử lý tín hiệu số (DSP) tại Philips và đã dẫn dắt các dự án cải thiện tái tạo âm thanh bằng cách khai thác các hiện tượng DSP và tâm lý âm học.^[3]

Năm 2003, ông trở thành Philips Fellow và mở rộng mối quan tâm kỹ thuật sang y học và sinh học, đặc biệt là cảm biến và xử lý tín hiệu cho việc theo dõi lưu động, giấc ngủ, tim mạch, chu sinh, hệ thống theo dõi phản ứng thuốc (DRM) và phát hiện động kinh.^[4] Ông là tác giả hoặc đồng tác giả của hơn 450 bài báo và báo cáo đã xuất bản, và được ghi nhận với hơn 250 đơn đăng ký bằng sáng chế, trong đó có hơn 175 bằng sáng chế Mỹ (hơn 100 trong số đó đã được cấp). Vì những đóng góp sáng tạo tại Philips, ông đã nhận được Giải Gilles Holst của công ty (1999), Giải Phát minh Vàng (2012)^[5] và Giải Phát minh Kim cương (2018).^[6]

Ông trở thành IEEE Fellow vào năm 2007^[7] và nhận Giải Chester Sall vào năm 2017.^[8] Năm 1998, ông trở thành Fellow của Hiệp hội Kỹ thuật Âm thanh (AES) và được trao huy chương bạc của hiệp hội vào năm 2010.^[9] Ông cũng là đồng tổ chức và chủ tịch của nhiều hội nghị quốc tế.

Từ tháng 1 năm 2005 đến tháng 2 năm 2013, ông là thành viên Hội đồng Quản trị ("Kuratorium") của Viện Fraunhofer về Công nghệ Truyền thông Số IDMT tại Ilmenau.

Từ năm 2006, Aarts là giáo sư bán thời gian tại Đại học Công nghệ Eindhoven (TU/e), nơi ông chủ yếu hướng dẫn các sinh viên thạc sĩ và tiến sĩ. Từ năm 1990, ông là chủ tịch của Aarts Consultancy. Năm 2019, ông nghỉ hưu tại Philips và hiện tập trung chủ yếu vào công việc học thuật và tư vấn, bao gồm cả tư vấn kỹ thuật lẫn sở hữu trí tuệ (IP).

Ông kết hôn với Doortje Ultee (1956–2009) tại Krommenie vào ngày 14 tháng 9 năm 1978. Từ cuộc hôn nhân của họ, hai người con trai đã ra đời.

Một trong những câu nói nổi tiếng của Aarts là:

Tôi là người ủng hộ bốn chữ P: Con người (Hợp tác), Bằng sáng chế (Kỹ thuật), Bài báo (Khoa học) và Sản phẩm (Thương mại hóa). Bốn chữ P đó đã thúc đẩy tôi trong hơn 40 năm qua.

Aarts và các cộng sự tại Philips đã tham gia phát triển, cải tiến và triển khai phần cứng của các hệ thống tăng cường/khôi phục âm trầm khai thác hiện tượng tâm lý âm học tự nhiên được gọi là "âm cơ bản bị thiếu" (missing fundamental).^[10][11] Các loa nhỏ thường không có khả năng tái tạo các nốt tần số thấp, nhưng bằng cách khai thác ảo giác thính giác có thể:

• Dịch chuyển các tần số thấp lên băng tần cao hơn nơi loa có khả năng tái tạo; điều này đôi khi được gọi là Ultra Bass.^[12]
• Ánh xạ tần số rất thấp sang một tần số đơn lẻ mà loa được thiết kế có hiệu suất cao; điều này đôi khi được gọi là Bary Bass.^[13]
• Nếu loa có khả năng phát ra tần số thấp nhưng chúng không có trong âm nhạc, các tần số đó có thể được dẫn xuất từ âm nhạc bằng sơ đồ mở rộng băng thông; điều này đôi khi được gọi là Infra Bass.^[14]
• Cuối cùng, chất lượng âm thanh, đặc biệt từ các bộ chuyển đổi âm thanh tần số thấp Q cao, có thể được cải thiện bằng cách giảm dần các phần phân rã của tín hiệu âm trầm; điều này đôi khi được gọi là punchy bass.^[15]

Aarts và các cộng sự tại Philips cũng tham gia thiết kế và ứng dụng bức xạ loa. Một phiên bản mở rộng của đa thức Zernike, được gọi là ENZ,^[16] đã được áp dụng để giải các bài toán thuận và nghịch trong bức xạ âm học của một piston tròn linh hoạt được bao quanh bởi một mặt phẳng cứng vô hạn (tấm chắn) và của một mũ cầu linh hoạt trên một hình cầu cứng, cho thấy cái sau khá giống với loa thực.^[17]

Việc sử dụng nhiều loa được sắp xếp thành dàn cho phép có các đặc tính bức xạ đặc biệt. Ví dụ, có thể tăng vùng điểm ngọt (sweet spot) trong khi nghe âm thanh nổi bằng cách khai thác sự khác biệt thời gian giữa hai tai; hệ thống này được gọi là âm thanh nổi độc lập vị trí (position-independent stereo).^[18] Một ứng dụng khác là hướng âm thanh đến người nghe mà không làm phiền người khác, được gọi là âm thanh cá nhân (personal sound). Một ứng dụng nữa là sử dụng dàn pha bậc hai để thiết kế dàn loa bức xạ giống như một loa đơn.^[19] Để tính toán bức xạ loa, hàm Struve thường cần thiết; các xấp xỉ đơn giản đã được dẫn xuất cho hàm này.

Trên các TV nhỏ và thiết bị âm thanh di động, các loa đặt gần nhau. Với xử lý tín hiệu đặc biệt, có thể tạo ra các nguồn ảo hoặc nguồn ma sao cho âm thanh có vẻ như phát ra từ xa ngoài phạm vi của loa. Nguyên lý này đã được Philips áp dụng cho nhiều bộ TV và âm thanh dưới tên thương mại Incredible Sound.^[20] Đạo diễn Spike Lee đã thực hiện quảng cáo cho sản phẩm này vào năm 1996, được quay tại Phố Wall ở New York.^[21]

Một loa nhỏ trong vỏ đặc biệt có thể tạo ra các phản lực tổng hợp mang lại lợi thế hơn quạt, chẳng hạn như hiệu suất cao hơn, tự do thiết kế lớn hơn, tiếng ồn và độ mài mòn ít hơn.^[22] Các thử nghiệm đã cho thấy rằng đối với các bề mặt nhỏ lên đến khoảng 40 cm², các phản lực tổng hợp làm mát tốt hơn và tạo ra ít tiếng ồn hơn quạt.

Việc theo dõi các bệnh như động kinh, rối loạn giấc ngủ và các vấn đề tim mạch như rung tâm nhĩ; cũng như các dấu hiệu sinh tồn như huyết áp, nhịp tim và nhịp thở, có thể được thực hiện mà không làm phiền bệnh nhân bằng cách sử dụng quang điện tích mạch (PPG). Cảm biến PPG có thể dễ dàng được tích hợp vào vòng đeo tay như đồng hồ thể thao, tốt nhất là kết hợp với máy đo gia tốc.^[23]

Danh sách các bài báo đã xuất bản và bằng sáng chế Mỹ có thể tìm thấy trên trang chủ của Ronald M. Aarts.^[24]

• Trang cá nhân của Ronald M. Aarts (TU/e)
• Hồ sơ nghiên cứu TU/e