Come Apple ha progettato gli AirPods 4 per fornire un’efficace cancellazione attiva del rumore

In effetti, la storia degli AirPods inizia con l’iPod.

Con il popolare lettore musicale personale di Apple, l’azienda ha spedito il suo primo set di auricolari. Certo, erano cablati e molto semplici, ma l’accessorio gettò le basi per quelli che poi sarebbero diventati gli AirPods. Nel corso del tempo, gli EarPods sono stati forniti in bundle con l’iPhone nel 2007, e una riprogettazione nel 2012 ha prodotto qualcosa di più simile a quelli che sarebbero poi diventati gli AirPods di prima generazione nel 2016. Il lavoro svolto dall’azienda per migliorare la vestibilità degli EarPods continua per ripagare mentre Apple si prepara a spedire gli AirPods 4 dotati di funzione di cancellazione del rumore.

“Abbiamo iniziato cercando di apprendere alcune informazioni sulla fisiologia umana e quali forme potrebbero adattarsi meglio alle orecchie delle persone”, mi ha raccontato Kate Bergeron, vicepresidente dell’ingegneria hardware di Apple, di quei primi giorni. “Abbiamo iniziato a fare alcune scansioni MRI e a cercare di capire come raccogliere dati, ma non avevamo idea di quante scansioni avremmo avuto bisogno o di quanti diversi tipi di orecchie avremmo avuto bisogno”.

Nel corso degli anni, Apple ha sviluppato metodi più efficienti per raccogliere dati, quindi è stata in grado di costruire il proprio database delle forme delle orecchie più velocemente rispetto ai primi tempi degli EarPods. Bergeron ha spiegato che si aspetta che l’azienda continui “questo viaggio” per sempre quando si tratterà di sviluppare nuove versioni degli AirPods.

Durante quelli che Bergeron ha descritto come i “giorni bui del Covid”, un piccolo gruppo del team AirPods stava cercando di risolvere un dilemma. Volevano portare un’efficace cancellazione attiva del rumore (ANC) nel design aperto degli AirPods “normali”. Il team è già riuscito a farlo su due modelli AirPods Pro e sulle cuffie AirPods Max. Ma questa volta era necessario mantenere la natura aperta degli AirPods fornendo allo stesso tempo la tecnologia necessaria per bloccare le distrazioni.

Così nel 2021, nel corso di diversi giorni, Bergeron ed Eric Tresky, direttore marketing degli AirPods, si sono incontrati in uno dei laboratori audio di Apple per una demo. A quel punto, il team non era sicuro di avere qualcosa di fattibile, ma voleva comunque il feedback del CEO al riguardo.

“Siamo rimasti stupefatti”, ricorda Bergeron. “Abbiamo detto ‘Abbiamo qualcosa di eccezionale qui, dobbiamo realizzarlo e dobbiamo realizzarlo.'” Il lavoro audio e computazionale richiesto per creare un efficace algoritmo di cancellazione del rumore veniva svolto contemporaneamente alle iterazioni per migliorare la vestibilità e il comfort complessivi degli AirPods 4.

Dopo aver testato gli AirPods 4, posso dire che la vestibilità e il comfort sono migliorati rispetto al modello di terza generazione. Ma Apple ha anche ampliato le capacità degli auricolari con il chip H2 e i microfoni degli AirPods Pro 2. Questa combinazione di tecnologia avanzata consente ad Apple di monitorare costantemente la vestibilità nell’orecchio dell’utente e di aggiornare l’algoritmo ANC in tempo reale in modo che il blocco del rumore rimane efficace anche quando gli AirPods si muovono.

“Per molti versi sono più impegnativi dal punto di vista computazionale rispetto agli AirPods Pro”, ha affermato Bergeron. “L’auricolare offre una vestibilità abbastanza coerente.”

Il viaggio di Apple con la tecnologia di cancellazione attiva del rumore è iniziato con lo sviluppo delle cuffie AirPods Pro di prima generazione che hanno debuttato nel 2019. La tecnologia di cancellazione attiva del rumore era più comune nelle cuffie over-ear, con alcune eccezioni, ma Apple si è resa conto che rendere l’esperienza di ascolto rumore- la distrazione “portatile” gratuita è attraente per i suoi utenti. Naturalmente l’azienda ha continuato con le proprie cuffie, le AirPods Max, prima delle potenti AirPods Pro di seconda generazione.

L’impostazione ANC, o EQ adattivo di terza generazione come l’ha descritta, gestisce e regola costantemente tutti gli equalizzatori per la cancellazione attiva del rumore e la qualità del suono allo stesso tempo – e in tempo reale, ha spiegato Tresky. Quindi, oltre alla forma rivista, l’architettura acustica degli AirPods 4 è utile anche per fornire un ANC efficace sulle cuffie ad orecchio aperto.

“È davvero difficile creare questa eccezionale qualità ANC in un prodotto che non dispone di inserti auricolari”, ha affermato “La potenza dell’H2 lo consente, quindi in realtà ci siamo impegnati molto nell’utilizzare il chip H2 per gestirlo la qualità dell’ANC e l’ascolto dai microfoni del rumore ambientale per essere sicuri di annullarlo il più possibile.”

La mancanza di un gommino sugli AirPods 4 crea anche una sfida per la modalità trasparenza. “Probabilmente è ancora più difficile” che padroneggiare l’ANC con le cuffie ad orecchio aperto poiché devi fondere il suono ambientale proveniente dai microfoni con ciò che senti naturalmente attraverso le tue orecchie scollegate, ha osservato Tresky. C’è un mix perfetto che sembrerà reale al tuo cervello, ma tutto deve anche essere fatto con una latenza estremamente bassa in modo che le regolazioni automatiche non introducano ritardi in ciò che arriva attraverso i tuoi AirPods.

La nuova forma degli AirPods 4 ha offerto anche l’opportunità di migliorare la qualità complessiva del suono degli auricolari. La parte anteriore delle cuffie, che secondo Bergeron il team ha chiamato “tubo”, è molto diversa da quella degli AirPods 3. Ha detto che, poiché il modello precedente era più aperto, gli ingegneri avevano più libertà di operare. Con la nuova versione è stato necessario modificare il driver in modo che non rifletta il suono al microfono interno che monitora il rumore all’interno dell’orecchio. Questo è il motivo per cui i driver ora sono diretti lungo il condotto uditivo e sono leggermente incassati.

“Per ottenere una migliore vestibilità, è stato necessario modificare il driver e la parte anteriore del prodotto”, ha affermato. “Gli ingegneri meccanici confezionano l’intero prodotto, cercando di adattare tutto. Gli ingegneri audio dicono: ‘Okay, sulla base di questi vincoli, questo è il posto migliore in cui possiamo posizionare il driver.’

La modifica complessiva del design degli AirPods 4 si estende anche al case. Apple è riuscita a ridurre le dimensioni dell’accessorio semplificando il modo in cui interagisci con esso. Il risultato finale è “la stessa magica esperienza”, ha osservato Bergeron, ma la mancanza di un pulsante ha permesso agli ingegneri di abbandonare lo spessore complessivo e di fare affidamento sull’accelerometro. La rimozione del pulsante elimina anche un punto in cui potrebbe entrare del liquido, quindi la custodia ha lo stesso grado di protezione IP54 dei nuovi AirPods.

“Avremo sicuramente una doppia vittoria”, ha detto Bergeron.