Недавно разработанный метод левитации и управления крошечными объектами с помощью звуковых волн может стать большим шагом вперед в развитии технологии.
Инженеры в Японии придумали, как поднимать предметы с отражающих поверхностей с помощью акустической левитации. Хотя они еще не могут сделать это надежно, прогресс может помочь раскрыть весь потенциал манипулирования физическими объектами, используя только звук.
Биомедицинская инженерия, нанотехнологии и разработка фармацевтических препаратов — вот некоторые из областей, в которых манипулирование объектами, не касаясь их, потенциально действительно полезно. Мы уже можем сделать это с помощью технологии, называемой оптическим пинцетом , в которой используются лазеры для создания давления излучения, достаточного для левитации и перемещения чрезвычайно мелких частиц.
Акустический пинцет, в котором давление, создаваемое звуковыми волнами, может использоваться для перемещения частиц, может стать еще более мощным инструментом. Их можно было использовать для манипулирования более широким спектром материалов, а при больших размерах — вплоть до миллиметрового масштаба.
Однако, несмотря на то, что он был впервые обнаружен в 1980-х годах, существуют значительные ограничения, препятствующие широкому практическому применению акустического пинцета. Для начала вам понадобится надежная «ловушка» из звуковых волн.
Полусферические массивы акустических преобразователей могут использоваться для создания звуковой ловушки, но управлять ими в реальном времени сложно, поскольку вам нужно создать только правильное звуковое поле, чтобы поднять объект и переместить его подальше от преобразователей.
Еще сложнее, если есть поверхность, отражающая звук, так как это может усложнить звуковое поле.
Инженеры Шота Кондо и Кан Окубо из Токийского столичного университета в Японии придумали, как построить полусферический акустический массив, который может поднимать 3-миллиметровый шар из полистирола с отражающей поверхности.
«Мы предлагаем массив многоканальных полусферических ультразвуковых преобразователей для бесконтактного приема на жестком предметном столе с отражением», — написали они в своей статье .
«Фаза и амплитуда каждого канала оптимизированы с помощью метода воспроизведения звука. Это создает акустическую ловушку только в желаемом месте, и, таким образом, звукосниматель может быть реализован на жесткой сцене. Насколько нам известно, это первый исследование, чтобы продемонстрировать бесконтактный захват с использованием этого подхода».
Источник — aobe.