Ученые из Японии представили новый метод манипулирования объектами на расстоянии. Это «звуковая ловушка» — предметы можно перемещать с помощью звуковых волн.
Исследователи из Токийского столичного университета представили новую технологию, которая позволяет бесконтактно перемещать небольшие объекты с помощью звуковых волн. Они использовали полусферический массив ультразвуковых преобразователей для создания трехмерных акустических полей, которые удерживали и поднимали маленький полистироловый шарик с поверхности. Хотя они использовали метод, схожий с лазерной ловушкой, его можно адаптировать к более широкому диапазону частиц и материалов.
Биологи и химики уже несколько лет используют свет для перемещения микроскопических объектов. Фактически, часть Нобелевской премии, присужденной Артуру Эшкину, была за выдающиеся достижения в области разработки оптического пинцета. Это устройство, с помощью которого можно перемещать предметы за счет лазерного света.
Поэтому исследователи представили акустическую ловушку — альтернативную технологию, где вместо оптических волн используется звук. Их можно применять к более широкому диапазону объектов и материалов — исследователи уже регистрировали манипуляции частиц размером в миллиметр. Однако ученые отмечают, что им нужно преодолеть технические проблемы. В частности, ученым сложно управлять огромными массивами ультразвуковых преобразователей в режиме реального времени и получать звуковые поля для перемещения объектов, расположенных далеко от самих преобразователей, особенно вблизи поверхностей, отражающих звук.
Теперь ученые из Токийского столичного университета разработали новый подход к перемещению объектов миллиметрового размера с отражающей поверхности с помощью полусферического массива датчиков. Их метод управления массивом не предполагает сложной адресации отдельных элементов. Вместо этого они разбивают массив на управляемые блоки и используют инверсивный фильтр, который находит оптимальную фазу и амплитуду для управления ими, чтобы создать единую ловушку на расстоянии от самих преобразователей.