Le cuffie devono inoltre essere compatibili con altre apparecchiature come i caschi, lavorare in condizioni difficili (caldo, freddo, umidità e polvere) e integrarsi con i vari sistemi di comunicazione della piattaforma.
Vecchio e nuovo
Un numero così elevato di requisiti rende problematico produrre cuffie tattiche che soddisfino pienamente le esigenze dei soldati e allo stesso tempo non rappresentino un equipaggiamento gravoso. Il mercato di tali apparecchiature può essere suddiviso tra opzioni di cuffie tradizionali e nuovi dispositivi in-ear.
Tutte le cuffie telefoniche esistenti sono costituite da tre componenti principali: due telefoni con una tazza e un cuscinetto auricolare, collegati da un ponticello che corre intorno alla testa, che consente di ascoltare dall'esterno i suoni trasmessi e ritardare; un microfono con un filtro per ritardare il rumore troppo forte: e un cavo che collega l'auricolare a una radio o altro dispositivo audio.
I dispositivi in-ear utilizzano un piccolo auricolare che si adatta all'orecchio come le cuffie commerciali. Tuttavia, tale auricolare include anche un microfono collegato tramite un cavo alla stazione radio sul petto.
Matthew Hemenez di Silynx, un designer e produttore di cuffie, ha affermato che il mercato è ancora dominato dalle cuffie. Sebbene questi dispositivi continuino a essere tecnicamente migliorati, ad esempio, a causa di filtri antirumore avanzati, è difficile rendere il suono in ingresso molto più pulito di quanto non sia già.
A suo avviso, si stanno verificando "grandi cambiamenti" a livello di applicazione, con i soldati che vedono i vantaggi dei dispositivi intrauricolari rispetto agli auricolari. Ritiene inoltre che le cuffie "dovrebbero essere considerate dispositivi inaccettabili oggi".
La sua argomentazione è che gli elmetti balistici a taglio alto offerti oggi ai soldati sono specificamente "affilati" per l'uso delle cuffie, poiché è necessario fornire spazio per i telefoni. Hemenez ha osservato che i militari, insieme all'industria, hanno deciso di rimuovere il 25% della protezione fornita da un elmetto balistico standard in modo che le cuffie possano essere utilizzate, "questa non è certo una soluzione di compromesso". L'argomento da lui proposto. è che le cuffie dovrebbero essere progettate per la piattaforma principale, ovvero il casco, e che le modifiche al design del casco per adattarsi alle cuffie rappresentano una "ottimizzazione parziale".
Accetto di non essere d'accordo?
I produttori di cuffie esistenti sono fortemente in disaccordo con tali argomenti. Secondo Eric Fallon di 3M Peltor, le soluzioni intrauricolari possono essere indossate solo per brevi periodi di tempo, dopodiché diventano scomode e, "se le tiri fuori, è già difficile rimetterle dentro, a differenza delle cuffie."
Ha detto che l'esperienza con gli auricolari è molto più ricca e che le forze speciali della Marina degli Stati Uniti e la Delta Squad "generalmente li adorano". Mentre ha riconosciuto che alcuni comandanti "senza esperienza" credono che ITS sia un percorso promettente, vede l'unico uso possibile in situazioni in cui è necessaria molta azione furtiva e i soldati devono essere discreti.
Chris Moore di Revision Military, che ha lanciato il nuovo dispositivo in-ear Sensys ComCentr2 nel 2017, ha affermato che i dispositivi in-ear sono un dispositivo relativamente nuovo. Il Corpo dei Marines degli Stati Uniti (ILC) ha accettato questi dispositivi di rivestimento macroprofondo solo nel 2009; acquistate più di 40mila unità non sono state schierate nelle divisioni.
Secondo Hemenez, i progressi nel campo dei prodotti intrauricolari li stanno rendendo più affidabili. Ha detto che Silynx non utilizza la tecnologia a conduzione ossea per i suoi microfoni. Questo approccio è stato utilizzato da tempo con gli auricolari in-ear, ma richiede un posizionamento preciso della chiocciola nella parte specifica dell'orecchio, dove è presente la cresta cartilaginea, in modo che le vibrazioni vocali possano essere trasmesse.
Ha notato che possono diventare un problema per i soldati, poiché in caso di spostamento o rimozione del transatlantico da questa zona, la comunicazione viene interrotta. Silynx utilizza un microfono in-ear come alternativa alla conduzione ossea. Ciò significa che l'auricolare può essere spostato senza interrompere la connessione e questa soluzione consente di ascoltare il sussurro in modo molto più chiaro, il che non è il caso dei dispositivi a conduzione ossea, che hanno problemi con questo.
Le critiche di Hemenez alle cuffie sono le seguenti: aggiungono 0,5 kg al peso del casco; nella stagione calda con le orecchie chiuse è molto scomodo; e si attaccano all'elmo e, se tolti, il soldato resta senza comunicazione. Ha aggiunto che se un soldato indossa protezioni per gli occhi o occhiali, le tempie dietro le orecchie potrebbero compromettere la tenuta dell'auricolare e degradare rapidamente la protezione dal rumore.
Di conseguenza, la sfida per aziende come Silynx è quella di fornire un caso convincente per l'utilizzo di cuffie intrauricolari, ma finora la risposta dei militari a questo è stata mista. Hemenez ritiene che ciò sia dovuto alle preferenze di diverse generazioni. I soldati più anziani che hanno tradizionalmente utilizzato le cuffie tendono a preferire questi dispositivi ed è quindi improbabile che scelgano un nuovo pezzo di equipaggiamento che trovano scomodo.
Ha fatto riferimento a un programma dell'esercito americano del 2013 che ha procurato un piccolo numero di ITE per i test con la prospettiva di aumentare l'approvvigionamento per tutte le unità di fanteria. Tuttavia, Hemenez ha osservato che, in effetti, il programma era piuttosto "sperimentale" e dopo tre mesi è stato abbandonato.
Ha paragonato questa reazione a quella delle forze dell'ordine, che non hanno problemi con i sistemi ITE, poiché la polizia e altri non hanno un'esperienza simile con le cuffie e quindi non trovano scomode le controparti ITE. “Si tratta di percezione. Anche i caschi e le cuffie sono scomodi, ma questo è un diverso tipo di disagio.
Moore ha convenuto che la percezione è importante e che "le persone progressiste fanno un lavoro migliore con ITS, e le persone che odiano il cambiamento non vogliono nemmeno sentirne parlare". Secondo lui, a causa delle divergenze di opinione, i militari stanno cercando di provare entrambe le opzioni in modo che il personale possa scegliere".
La vicenda si è avviata con il rilascio di due richieste di informazioni sugli apparecchi acustici. Il primo nella Communications Accessory Suite-Land è stato rilasciato dall'esercito nel giugno 2017 e il secondo in Hearing Enhancement Devices è stato rilasciato dall'USMC nel settembre 2018.
Al fine di soddisfare al meglio le esigenze di queste richieste, vengono fornite opzioni di cuffie e in-ear. Possiamo dire che la visione del mondo sta lentamente iniziando a cambiare e sempre più personale militare sta riconoscendo le possibilità offerte dai dispositivi in-ear. Tuttavia, non è del tutto chiaro se questi prodotti verranno acquistati in grandi quantità per l'esercito e i marines nell'ambito del programma ufficiale.
Sii il primo
Mentre gli eserciti regolari sono piuttosto riluttanti ad adottare soluzioni in-the-ear, le forze operative speciali utilizzano questi dispositivi da un po' di tempo. Sebbene la famiglia di cuffie 3M Peltor Comtac III sia senza dubbio una delle soluzioni più popolari e sia utilizzata dalle forze speciali in molti paesi, le opzioni in-ear hanno recentemente guadagnato sempre più popolarità.
Hemenez ha affermato che gli MTR australiani, britannici e americani sono i leader qui e che gli inglesi utilizzano i prodotti Silynx da oltre un decennio. "Queste forze speciali hanno completamente cambiato la loro visione del mondo, cosa che non si può dire di altri paesi".
Fallon ha osservato che le cuffie possono essere utilizzate in quasi tutti gli ambienti, in tutti gli ambienti, dall'aria e dall'acqua al deserto e alla polvere; sono abbastanza affidabili per la maggior parte delle operazioni. Ciò attrae forze speciali, poiché tali dispositivi possono essere utilizzati, ad esempio: per scambiare messaggi con l'equipaggio dell'aereo, durante il paracadutismo, mentre si nuota in acqua (fino a 20 metri di profondità), su spiagge e altri terreni sabbiosi.
Ha aggiunto che le opzioni per le cuffie includono il fissaggio dei telefoni a un binario su un casco ritagliato in modo da non gettare il maglione intorno alla testa. Ciò consente loro di essere spostati se necessario per ventilare lo spazio parotideo.
Tuttavia, come con i prodotti in-the-ear di Silynx, anche 3M ha avuto problemi con la metodologia di test per i suoi prodotti in-the-ear e quindi li ha abbandonati. Fallon ha notato che tutto si riduceva al problema del casco; alcuni soldati indossavano elmetti della misura sbagliata quando usavano l'auricolare, spiegando questo come disagio.
"L'esercito degli Stati Uniti ha fatto molta strada per capire quanto sia importante un elmetto per un soldato, specialmente se si aggiungono gadget a quell'elmetto", ha detto Fallon. "Le unità normali non rinunceranno presto agli elmetti con la corona alta, poiché l'enfasi è sulla protezione antiproiettile".
Problema di difesa
Tuttavia, a causa del fatto che le forze armate convenzionali stanno diventando tecnicamente più avanzate, anche la priorità delle comunicazioni sta aumentando.
Fallon ha anche citato la protezione dell'udito come una delle principali preoccupazioni, aggiungendo che il Department of Veterans Affairs ha speso 1,5 miliardi di dollari per problemi di udito per l'ex personale militare. La protezione dell'udito nelle cuffie deve far fronte alla transizione da scenari molto silenziosi a scenari estremamente rumorosi, nonché agli eventi improvvisi affrontati dai soldati in combattimento.
Ad esempio, una pattuglia in Afghanistan può trascorrere diversi giorni in un ambiente molto tranquillo, nel qual caso non è necessaria la protezione dell'udito. Tuttavia, durante uno scontro diventa rapidamente rumoroso, specialmente quando si usano armi come il lanciagranate a mano AT4, il cui volume raggiunge i 180 dB, "mentre può influenzare negativamente gli organi uditivi, a volte per il resto della tua vita". Fallon ha aggiunto che è necessario comprendere "le esigenze audio in quanto sono complesse e devono includere periodi di silenzio".
Tuttavia, diversi tipi di rumore hanno effetti diversi e il rumore di un'esplosione non ha l'effetto più negativo sull'udito. Il rumore prolungato a lungo termine generato da macchinari, aerei, motori e generatori ha un impatto negativo molto maggiore a causa della sua persistenza e durata.
Come ha spiegato Fallon, durante le riprese si crea un picco di pressione che dura meno di un secondo. Il rumore costante può danneggiare gli organi uditivi anche a un volume superiore a 85 dB; ad esempio, il rumore dell'auto blindata HMMWV può essere al livello di 100 dB e dell'elicottero CH-47 Chinook al livello di 125 dB. Questo è più dannoso di un'esplosione con un volume di 140 dB, un colpo di un fucile M4 con un volume di 164 dB o persino un colpo di un lanciagranate AT4.
Le cuffie tattiche forniscono protezione dell'udito in due modi. Il primo è elettrico, in cui i microfoni delle cuffie ricevono e amplificano il rumore per l'utente. Ciò limita qualsiasi suono più forte di 82 dB. Il secondo tipo è la protezione passiva che utilizza cuscinetti auricolari per l'auricolare e un in-ear per un auricolare in-ear. Fallon ha notato che i dispositivi in-ear possono fornire una migliore protezione passiva con un maggiore assorbimento del rumore, ma i dispositivi in-ear sono comunque adeguati.
Moore ha affermato che i militari stanno cercando di passare agli auricolari in-ear a causa della migliore attenuazione a livello singolo (un set di auricolari).
La legge europea sulla protezione dell'udito EAR352 definisce le caratteristiche degli auricolari contro il rumore continuo a basse, medie e alte frequenze. "Gli auricolari si comportano meglio degli auricolari nei test, ma sorgono grossi problemi con l'uso prolungato." Dopo quattro ore di utilizzo, le orecchie iniziano a dolere, mentre gli auricolari possono essere indossati a lungo.
Tempo per la tecnologia
Guardando al futuro, tuttavia, Moore ha affermato che c'è ancora spazio per lo sviluppo delle cuffie. Ha notato che dispositivi come Comtac di 3M Peltor e simili sono analogici e mentre stanno "facendo il loro lavoro", c'è tempo per creare nuovi dispositivi avanzati.
"Negli ultimi 10 anni, il mercato degli in-ear ha portato molta tecnologia nello spazio delle cuffie", ha affermato. Questa è, ovviamente, l'elettronica digitale, essenziale nella produzione di sistemi in-the-ear. Allo stesso tempo, Moore ha notato che non è mai stato introdotto nel mercato delle cuffie e che questo è esattamente ciò che Revision vede come lo svantaggio delle sue cuffie ComCentr2.
In termini di protezione dell'udito, Revision ha incorporato una rapida cancellazione del rumore nelle sue cuffie quando viene generato un risucchio di rumore udibile per lo smorzamento parziale attivo. "Siamo stati in grado di integrare questo sistema nelle cuffie, il che offre un enorme vantaggio nello spettro delle basse frequenze", ha affermato Moore. "Abbiamo alcuni risultati in laboratorio e possiamo offrire un dimezzamento del rumore in decibel per un auricolare passivo a bassa frequenza, che è un ottimo indicatore, poiché un decibel è un valore logaritmico".
La revisione utilizza anche un processore di segnale digitale (DSP) nell'auricolare che utilizza algoritmi per sopprimere il rumore. Ciò consente di operare in una gamma più ampia di ambienti rumorosi rispetto a se il segnale fosse trasmesso direttamente alla stazione radio tramite un cavo standard.
Ci sono anche vantaggi in termini di aumento del livello di proprietà dell'ambiente. "Ciò che l'elettronica digitale ci consentirà di fare è ridurre significativamente le dimensioni dei microcircuiti e migliorare significativamente la fedeltà con più microfoni".
Invece di due soli microfoni a fuoco anteriore che registrano il rumore e lo riproducono agli altoparlanti, ci sono altri due microfoni a fuoco posteriore. Utilizzando l'elaborazione digitale e filtri appropriati, ciò consente all'utente di distinguere tra rumore anteriore e posteriore.
Moore ha affermato che il tasso di errore fronte-retro dei dispositivi in-the-ear e delle cuffie, in particolare questi ultimi poiché sono più lontani dall'orecchio, può arrivare fino al 40% in quanto i suoni provenienti dalla parte anteriore e posteriore si mescolano. "Pensi che qualcosa sia davanti a te, ma è dietro di te."
"Non puoi in alcun modo avere questo errore fronte-retro sul campo di battaglia, poiché è molto confuso e confuso per l'utente. Ecco perché abbiamo implementato i microfoni posteriori per portare queste informazioni anteriore-posteriore all'utente". Questo è il motivo per cui, a suo avviso, è necessario ottenere una corretta consapevolezza situazionale dell'audio 3D, sebbene la maggior parte dei concorrenti avrà due microfoni frontali e alcuni solo uno.
L'espansione delle capacità audio tridimensionali consiste nel creare una separazione spaziale; questo è ciò che Revision sta posizionando come un vantaggio che distingue i suoi prodotti da quelli di altri produttori. Questa funzione consente all'utente di ascoltare più conversazioni contemporaneamente, per poi passare a quelle più importanti - allo stesso modo, le orecchie possono bloccare selettivamente alcune conversazioni nelle vicinanze e comprenderne meglio altre.
“I futuri comandanti avranno fino a quattro reti radio connesse contemporaneamente. Il sistema JTACS ha quattro reti che operano contemporaneamente, con nomi diversi, apparecchiature e persone diverse, ma i sistemi attuali consentono solo due reti in un orecchio e due reti nell'altro al massimo. Ha spiegato Moore. - Nel peggiore dei casi, è necessario disporre di un paio di cuffie diverse per ogni rete; per ricevere e trasmettere, è necessario passare da una all'altra."
La revisione propone di prendere questi flussi di informazioni e di elaborarli con un algoritmo di suono surround noto come funzione di trasformazione correlata alla testa, che li divide in due canali (orecchio sinistro e destro), ma poi induce l'utente a pensare che il suono provenga da lo spazio intorno a lui… Il suono di ciascuna delle quattro reti sembra provenire da quattro direzioni diverse, 90° a destra, 90° a sinistra, 45° a sinistra davanti e 45° a destra davanti.
"La conseguenza sono due effetti principali", ha spiegato Moore. "In primo luogo, il tuo cervello può capire istantaneamente da dove provengono la conversazione e il suono della rete radio e, in secondo luogo, il suono viene trasmesso a entrambe le orecchie, il che lo rende più forte e più comprensibile".
Legami ridotti
Un altro vantaggio tecnologico è l'eliminazione dei fili nelle cuffie, poiché in questo caso l'utente può muovere la testa più liberamente. I cavi sono la principale fonte di lamentele per i soldati, indipendentemente dal tipo di dispositivo tattico.
La soluzione è wireless, eliminando i cavi, ma Hemenez ha notato che ciò potrebbe creare un nuovo problema: la ricarica separata delle cuffie. Sul campo, questo può diventare un problema in caso di carenza di alimentatori.
Moore ha notato che sono disponibili mezzi di tipo dongle wireless (qualsiasi dispositivo il cui connettore è montato direttamente sul suo corpo), che consente di collegare questi dispositivi direttamente a un auricolare o a una stazione radio per stabilire una comunicazione wireless. In questo caso, non richiede molta potenza o una grande antenna per stabilire la comunicazione.
Alcune tecnologie promettenti includono l'induzione magnetica in campo vicino (NFMI). Il vantaggio per i militari, ha affermato Moore, è che "la probabilità di rilevare o intercettare un segnale a 10-20 metri è molto inferiore a quella dei sistemi basati sull'elettricità come un segnale Bluetooth o una radio VHF standard".
Fallon ha affermato che l'NFMI crea un piccolo campo magnetico entro due metri dalla sorgente, aumentando la sicurezza e l'affidabilità e che la tecnologia wireless è molto promettente, sebbene debba essere rafforzata e protetta con la crittografia.
Le cuffie tattiche offrono più opzioni che mai: migliore protezione dell'udito; funzionamento in condizioni esterne più severe; e opzioni di comunicazione avanzate. Le forze per operazioni speciali tradizionalmente guidano in quest'area, ma guardando al continuo processo di miniaturizzazione e digitalizzazione, è facile intuire che un numero crescente di paesi accetterà tali dispositivi per rifornire le proprie forze regolari.
Al giorno d'oggi, i militari devono, in primo luogo, decidere di cosa hanno realmente bisogno e, in secondo luogo, assicurarsi che i soldati utilizzino e collaudano correttamente i sistemi, altrimenti potrebbero non avere la possibilità di ottenere vantaggi qualitativamente nuovi sul campo di battaglia.
