Физики создали звуковую "руку" для манипуляции предметами

Сеть программируемых динамиков создаёт невидимые голографические "руки" из ультразвуковых волн

(иллюстрация Asier Marzo/Bruce Drinkwater/Sriram Subramanian).

Инженеры полагают, что данная технология в конечном счёте будет служить для целевой доставки лекарств

(иллюстрация Asier Marzo/Bruce Drinkwater/Sriram Subramanian).

Команда исследователей из Университетов Бристоля и Суссекса совместно с компанией Ultrahaptics впервые создала тягу при помощи звукового луча. Необычный вид воздействия помогает поднять и перенести объекты посредством звуковых волн.

Притягивающий луч – это луч, который может захватить и поднять предмет, по крайней мере, небольшой. Концепция часто использовалась авторами фантастических фильмов и романов (например, в фильме "Звездный путь"), так что учёные и инженеры были очарованы этой идеей и долгое время пытались её реализовать. Некоторые из них даже преуспели в этом деле: так, ранее японские специалисты заставляли объекты левитировать в трёхмерном пространстве при помощи звуковых волн, а швейцарские физики перемещали предметы с помощью звукообразующих платформ из пьезоэлектрических кристаллов.

Не так давно и британские исследователи создали свой собственный работающий притягивающий луч. Он немного отличается от собратьев по принципу работы и использует звуковые волны высокой амплитуды, чтобы генерировать акустическую "голограмму", способную захватывать и передвигать мелкие объекты.

Инженеры полагают, что данная технология в конечном счёте будет служить для целевой доставки лекарств
Инженеры полагают, что данная технология в конечном счёте будет служить для целевой доставки лекарств
(иллюстрация Asier Marzo/Bruce Drinkwater/Sriram Subramanian).

"Момент, когда мы увидели, как объект удерживается в воздухе с помощью луча, стал для нас невероятным опытом, – комментирует ведущий автор работы аспирант Азье Марцо (Asier Marzo). – Это означало, что вся моя тяжёлая работа не была напрасной".

"Все мы знаем, что звуковые волны обладают возможностью физического воздействия, – добавил профессор Брюс Дринкуотер (Bruce Drinkwater) с факультета машиностроения Бристольского университета. – Однако теперь мы можем контролировать звук так, как никто не мог ранее".

"Благодаря нашему устройству мы можем манипулировать объектами в воздухе. Казалось бы, это бросает вызов гравитации, – поясняет Шрирам Субраманьян (Sriram Subramanian), профессор информатики в Университете Суссекса и соучредитель Ultrahaptics. – В данном случае мы индивидуально настраиваем десятки динамиков, генерируя акустическую голограмму, которая манипулирует объектами бесконтактно и в режиме реального времени".

Исследователи использовали массив из 64 миниатюрных динамиков для создания звуковых волн. Притягивающий луч представляет собой силовые поля, действующие во всех трёх измерениях, которые и поддерживают объекты на весу. Причём учёнып научились контролировать эти поля настолько хорошо, что теперь могут перемещать или переворачивать объект.

В будущем, как надеются инженеры, методика будет использована для широкого диапазона приложений: например, звуковая производственная лента сможет транспортировать и собирать крошечные тонкие объекты без физического контакта.

Миниатюрная версия установки также может использоваться для транспортировки лекарств или микрохирургических инструментов через живую ткань.

Полное описание технологии было опубликовано в журнале Nature Communications.