Физик из Одессы создал акустическую систему из кокосового ореха.

По образованию Максим — магистр теоретической физики, всю свою жизнь он посвятил акустике. На его счету более 20 патентов в США, Европе и Украине на технологии, которые легли в основу его акустических систем.

В интервью AIN.UA изобретатель рассказал о своей необыкновенной акустической системе Copra, о том, как добывать звук из воздуха, в чем прелесть кокосовой скорлупы с точки зрения акустики и почему школа теоретической физики в Украине умирает.

Расскажите, с чего все начиналось?

На самом деле проекту уже 15 лет. Идея возникла, когда я еще учился в школе. Помните, на уроках физики опыт, когда эбонитовую палочку натирают шерстью, и она начинает притягивать кусочки бумаги. Так вот, читая очередной раз большую советскую энциклопедию, и наткнувшись на статью про ионную технику, я подумал, ведь если воздух сначала ионизировать, и потом воздействовать электрическим полем, то можно заставить его колебаться — генерировать звук.

Я сделал первый прототип из телевизора с кинескопом, сетевого адаптера, музыкального центра и нескольких деталей, попавших под руку. Тогда я окончательно решил, что хочу заниматься физикой. Интересно сложилось, что в этот же год, гуляя в универмаге, я наткнулся на кокосовый орех – сразу же очень впечатлился его необычным свойствам – он невероятно твёрдый и лёгкий. Дома я его аккуратно вскрыл, установил динамик и услышал великолепный звук.

На некоторое время обе разработки отложил в сторону – приходилось работать. Я собирал традиционные акустические системы на заказ. Через два года поступил на физфак ОНУ И.И. Мечникова, кафедру теоретической физики. У нас в группе было всего 7 человек.

Наша группа физиков-теоретиков в полном составе

Ничего себе. А почему так мало?

Потому что это очень тяжелый факультет с непонятными перспективами. Сейчас ситуация на физфаке еще более плачевная. На весь факультет в этом году поступало человек 14. Физфак умирает. Я уже не говорю про кафедру теоретической физики.

В мое время на факультете было 150 человек, из которых две трети отсеялись и до магистратуры не доучились. В Одессе только Мечникова готовил физиков-теоретиков. Сейчас эту кафедру кажется объединили с мехматом, но это не точно.

Нам очень повезло — мы застали всех самых лучших преподавателей, которые читали лекции в Кэмбридже, Калифорнийском технологическом институте и других. На сегодня многие из них умерли, поток сократился в 20 раз, многие институты закрылись, а кафедры сократили.

Помню, сложности со сдачей зачетов у нас были только по физкультуре — стадион был далеко и на него никто не приходил. Чтобы закрыть сессию, предпочитали «жертвовать в фонд помощи физрука» 

На втором курсе универа, делая под заказ очередной проект акустики, я познакомился со своим первым инвестором – директором одного из магазинов Hi-End аппаратуры в Одессе. Я ему рассказал о своих идеях — ионная система его заинтересовала, а вот на «волосатый кокос с динамиком» он отреагировал с насмешкой – «это не серьёзно, спрячь!». Так я и сделал, и получил от него первые в своей жизни $100 — на которые построил прототип ионной системы.

Первый прототип усилителя и для ионного громкоговорителя (фото — 2007 год)

Можете объяснить, в чем ноу-хау? Чем вообще интересна ионная акустика — какие у нее преимущества перед традиционными системами? И как она работает?

Ноу-хау в том, что звук создается прямо в воздухе. Это идеальный источник звука: у него нет никаких механических ограничений, которые могут приводить к искажениям. Воздух не колеблется, а пульсирует во всем диапазоне и потому не находит преград.

Получив в университете огромное количество знаний, проведя бесчисленное множество опытов и ряд теоретических расчетов я понял, насколько наивной была моя идея изначально. С тех пор все сильно поменялось. Сегодня система работает по схожему принципу, что и бытовой ионизатор: продуцируются ионы положительной и отрицательной полярности, которые затем встречаются друг с другом, обмениваются зарядами. Этот процесс сопровождается повышением давления, которое можно модулировать, т.е. очень быстро изменять и получать высококачественный звук.

Я построил прототип и показал его университетской профессуре. Они пришли в восторг — мне предложили поступать с этой разработкой в аспирантуру.

В начале 2017 года мы представили готовый демонстрационный прототип ионной акустики Waveion на международной выставке потребительской электроники и товаров CES, в Лас-Вегасе. Сейчас эта технология защищена рядом патентов в США, Евросоюзе, ожидаем получение в Китае и России. Нашей системой заинтересовались представители множества крупных фирм, среди которых Harman, Samsung, Bose, что невероятно вдохновило.

Ионная акустическая система Waveion на CES 2017

Почему вы сосредоточили бизнес на Copra, а не ионной акустике?

Уникальность сыграла против нас. Такого рода изобретение влечет за собой необходимость изобретений и в других областях, и нам удалось решить все технические задачи. Однако проявилась одна, совершенно неприметная сложность – в нашей системе микро- и наночастицы песка образуют необычное химическое соединение с углекислым газом.

Необычность в том, что углекислый газ и песок не реагируют между собой, однако в случае электрических ионообменных процессов образуют специфическое соединение. Это соединение, по мере его образования, снижает интенсивность генерации ионов, таким образом понижается электрическая и акустическая мощность ионного громкоговорителя.

Сейчас, для того, чтобы понять как именно образуется этот микро налет, и что нужно сделать, чтобы он не образовывался, мы организовали сотрудничество с несколькими научными группами из США в области аэрокосмических технологий – плазмохимия, ионная техника, в общем те области, которые относятся к ионным двигателям для космических спутников и термоядерного синтеза.

Необычные отложения на иридиевых электродах

Что такое Copra? Какие у нее конкурентные преимущества?

Работая над ионной системой, я стал иначе относиться к звуку — в первую очередь, к его распространению в пространстве. Разные звуки отличаются по своей природе, порождая столь же разнообразные звуковые колебания с длиной волны от 17 мм до 17 м.

Подход в разработке Copra ― это идеальное воспроизведение звука для каждого диапазона в отдельности. Мы выделяем четыре диапазона, каждый из которых прорабатываем уникальным образом, как в техническом смысле усиления и звуковоспроизведения, так и в особенностях распространения, не внося никаких искажений и изменений в сигнал.

Кроме того, традиционный подход в разработке акустики ― сплошная стандартизация и унификация: прямоугольный ящик, выполненный из одного материала, и набором разных динамиков с единым направлением звука. Такая акустика очень требовательна к расстановке — качество звука сильно зависит от того, где вы находитесь по отношению к ней, сидите вы или стоите.

Наша система этот недостаток нивелирует за счет своей конструкции.

Каким образом?

Copra – это архитектор звука. Первая динамичная, физически изменяемая акустическая система, генерирующая высококачественное диффузное звуковое поле. Корпус выполнен из двух совершенно разных материалов: нижняя часть системы отлита из полимербетона. Такой материал совершенно не подходит для средних частот — например, для диапазона голоса — он его сильно искажает. Зато идеально подходит для низких частот.

Верхнюю часть мы сделали из того самого из эндокарпа кокосового ореха. Это уникальный материал — прочный, легкий, в нем множество микроволокон и микропор, поэтому скорлупа очень глухая и при больших вибрационных нагрузках звук не приобретает резонанса в отличие от любого другого материала твердого корпуса.

В них на гибких держателях помещаются среднечастотные динамики.

Если поставить акустику Copra у стены, то часть орехов можно направить на стены, потолок, пол. Тогда звук будет отражаться и как-бы создавать виртуальную музыкальную реальность: вы услышите звук сзади, сбоку, слева, погрузитесь в него. Благодаря этому у нас получается естественный живой объемный звук.

Определяющее важным является наш усилитель, который мы построили «с нуля».

Когда речь заходит о больших мощностях при высоком качестве звука — возникают сложности. Для обеспечения звукового давления в 110 дБ на низких частотах от динамика в закрытом корпусе нужна очень высокая мощность с импульсными токами, как у сварочного аппарата – в сотни ампер. При этом высокие частоты очень чувствительны к малейшим искажениям, и потому усилители, способные обеспечить соответствующие характеристики, очень громоздкие, тяжелые и дорогие.

Мы пошли другим путем: каждая из двух акустических систем, т.е. левый канал и правый канал, имеют по 4 спектра. Таким образом в одном едином устройстве нашего стереоусилителя находится 8 индивидуальных плат усилителей, каждый из которых сконфигурирован под свой диапазон. Это решение позволяет получить уникальное качество звучания, при этом его масса всего 15 кг.

Каковы технические характеристики Copra? Ее мощность, габариты, диапазон.

Акустические системы весят по 38 кг, обеспечивая максимальную громкость в 110 дБ при мощности 1,2 кВт. Это громкость большого симфонического оркестра, при этом она охватывает весь слышимый диапазон — от самых низких до самых высоких частот.

В плане громкости и качества, точности звучания наша акустика эквивалентна системам Hi-End класса массой под 100 кг.

Сколько стоит система?

Вместе с усилителем — 14 000 евро. В дальнейшем будет дороже. Но важно понимать, что Copra — прецизионная, электромеханическая система высокой мощности. Такая техника относится к премиальному сегменту.

Механика звука очень сложная, и чтобы ее реализовать, нужно конкретно заморочиться. На изготовление одного комплекта Copra уходит порядка 300 часов квалифицированной работы. Комплектующие — самые лучшие, мы закупаем все за границей, потому что в Украине нет ничего подходящего качества.

Очень интересным элементом являются  стрелочные приборы, которые показывают безопасный уровень мощности (как тахометр в автомобиле). Приборов с такой высокоточной механикой, как нам нужно, на сегодня не делают, поэтому мы покупаем лучшее из того, что есть, и пересобираем под свои требования.

Это очень долгая и кропотливая работа — на один такой прибор уходит 5-6 часов тонкой инженерной работы.

Вообще, с комплектующими все сложно, особенно с кокосами.

Серьезно? А расскажите, в чем там проблема?

Сортов кокосовых орехов очень много, но нам подходит всего несколько. К тому же все орехи должны быть одинаковой правильной формы — мы ничем их не обрабатываем, они только отшлифованы и отполированы. Поэтому отбирать их приходится вручную на месте — доверить эту задачу поставщику нельзя.

Мы работали с разными поставщиками — со Шри-Ланки, Индии. Менталитет у них своеобразный. Вместо того, чтобы сосредоточиться на работе, они без конца спрашивают, зачем нам эти орехи, что мы будем с ними делать, просятся к нам в партнеры. Когда же им объясняешь, что мы готовы только платить за орехи нужной формы и размера, без дополнительных вопросов – они теряют интерес, предпочитая «загорать на пляже».

Командировка за орехами

У вас уже есть продажи? На какую ЦА вы ориентируетесь?

Copra — это домашняя акустическая система. Люди покупают их к себе в дома и квартиры. Наша ЦА — это состоятельные люди, которые понимают и ценят качество звука, хотят обладать уникальным, добротным продуктом, для которых важен также и дизайн.

Ориентируемся на рынки Европы и США. И мы, честно говоря, не ожидали, что в Украине на Copra также будет спрос, потому что для многих людей акустика может показаться странным приоритетом. Тем не менее, в Украине есть немало людей, которые готовы купить такую аппаратуру.

Первыми двумя клиентами были близкие знакомые инвестора. Они пришли к нам в лабораторию, заинтересовались продуктом и решили купить.

Последний клиент пришел к нам на презентацию просто послушать, и в итоге сделал заказ. Он рассказал, что как раз присматривал себе акустику домой, выбрал подходящую, но она стоит $40 000, а наша выдает такое же качество при цене ниже в разы — и отдельно его покорил дизайн Copra.

Лаборатория

Сейчас, когда мы завершаем все юридические оформления и заключили договора с дилерами, начинаем полноценные продажи. Заказ уже можно оформить на сайте. Клиентам больше не придется так долго ждать свои системы — сегодня мы производим три комплекта Copra в месяц и будем наращивать этот показатель.

Copra — это украинский эксклюзив, и сейчас мы представляем наш флагман — модель Hydra. Мы уже ведем интенсивную работу, чтобы выпустить линейку разнообразной акустики с использованием наших технологий.

Расскажите про команду, партнеров. Вы делаете все один и на собственные деньги или вам помогают?

В Copra я не один. Последние 14 лет над проектом со мной работает Александр Корзун. Он инженер по электронике, и разрабатывает проекты электронных схем.

Друг, коллега — наш инженер-электронщик Александ Корзун

Я реализую все остальное – от идей и патентов, разработки проектной документации, проектировки электронных плат, дизайна систем, технологического процесса, комплектующих и всего, что относится к проекту – заканчивая бизнес-процессами, стратегическим планированием, наймом сотрудников, и презентациями.

Я привлек инвестора, который поверил в меня и проект. Он непубличный человек, поэтому я, к сожалению, не могу раскрывать его личность и условия сотрудничества.

Наша команда в лаборатории пока небольшая, 5 человек, и нам приходится очень много работать.

Сотрудничаем мы с 5 подрядчиками-заводами, юристами из Одессы, Вашингтона и Берлина и с рядом других организации и людей из соответствующих областей.

А почему искали инвестора? Могли ведь запустить кампанию на Kickstarter — подобные проекты часто собирают большие деньги.

Краудфандинг мы решили не делать, пока не закроем все юридические вопросы. Для нас важно было запатентовать наши изобретения, чтобы не переживать, что на этапе нашего развития нас кто-то может обогнать на нашей же территории, в нашем же деле. А это процесс небыстрый.

Работа над Waveion

Возможно, в будущем мы запустим краудфандинг. Сейчас анализируем эту идею. Но пока у нас много других планов. Мы подали заявку на участие в выставке IFA в Берлине в начале сентября. Сейчас проводим презентации по Украине: Одесса, Киев, Харьков, Львов, Днепр. На презентациях налаживаем отношения с дилерами, чтобы расширить ареал продаж.

Параллельно готовим партию продукции — небольшой буфер, чтобы быть готовыми принимать заказы.

Источник статьи по ссылке.