Forskare vid University of Sussex har blivit de första i världen att utveckla teknik som kan böja ljudvågor runt ett hinder och sväva ett föremål ovanför det.

SoundBender, utvecklad av professor Sriram Subramanian, Dr Gianluca Memoli och Dr Diego Martinez Plasencia vid University of Sussex, är ett gränssnitt som kan producera dynamiska självböjande strålar som möjliggör både levitation av små föremål och taktil återkoppling runt ett hinder.

Teknologin, kommer att presenteras vid det 31:a ACM User Interface Software and Technology Symposium i Berlin på måndag (15 oktober), övervinner två viktiga begränsningar av tidigare ultraljudslevitationsuppsättningar, som inte kunde skapa ljudfält av liknande komplexitet och inte kunde kringgå hinder som låg mellan givarna och det svävande föremålet.

Dr Memoli, Lektor i nya gränssnitt och interaktioner vid University of Sussex, sa:"Detta är ett viktigt steg framåt för ultraljudslevitation och övervinner en betydande nackdel som har hämmat utvecklingen i detta

fält. Vi har uppnått en otroligt dynamisk och lyhörd kontroll, så realtidsjusteringar är bara ett steg bort."

University of Sussex forskare övervann dessa utmaningar genom att utveckla ett hybridsystem som kombinerar mångsidigheten hos fasade arrayer av givare (PAT) med precisionen hos akustiska metamaterial samtidigt som de hjälper till att eliminera begränsningarna för ljudfältsupplösning och variabilitet var och en av de tidigare använt tillvägagångssätt.

Tekniken tillåter användare att uppleva haptisk feedback bortom ett hinder; att sväva runt ett hinder och att manipulera icke-fasta föremål som att ändra riktningen på ett ljuss låga.

Med SoundBender, metamaterialet ger en låg modulator tonhöjd för att skapa ljudfält med hög rumslig upplösning medan PAT lägger till dynamisk amplitud och faskontroll av fältet.

Dr Martinez-Plasencia, Lektor i interaktiv grafik vid University of Sussex, sa:"Vi attraherades av det här projektet på grund av dess likheter mellan optisk holografi och akustik. projektet har varit en fantastisk upptäcktsresa, som hjälper oss att förstå hur viktigt det är att ha hög rumslig upplösning (dvs. metamaterialet), eller de tekniker som krävs för att kombinera PAT och metamaterial. Jag är verkligen glad att vi nu kan dela all denna insikt med resten av samhället"

Utvecklingen öppnar upp för ny potential inom ultraljudslevitation, som har en klar fördel jämfört med andra levitationstekniker eftersom det inte kräver några specifika fysiska egenskaper, såsom magnetiska eller elektriska, i föremålet som ska svävas och kan därför appliceras på ett mycket bredare utbud av material inklusive vätskor och mat.

Konceptet med självböjande balkar användes från början i tekniska tillämpningar, att skymma byggnader från buller eller skydda områden från jordbävningar, men detta är första gången den har antagits för användning i akustisk levitation

Hybridsystemet möjliggör ett antal roliga tillämpningar inklusive nya pedagogiska upplevelser med museivisningar, förbättrade brädspel med nya nivåer av interaktivitet, potentialen att rikta önskade lukter från en diffusor dit de behövs, förmågan att kontrollera rörelse i icke-fasta föremål (som torris eller eld) och möjligheten att synkronisera dessa rörelser till musik.

Professor Sriram Subramanian, Professor i informatik vid University of Sussex och Royal Academy of Engineering (RAEng) Emerging Technologies Chair specialiserad på att utveckla nya akustiska gränssnitt, sa:"Efter vårt genombrott, potentialen är nu för en enhet som kan böja sig runt större föremål, potentiellt även när hindret rör sig. Vi håller också på med hur man gör enheten bredband så att den kan fungera för alla ljudfrekvenser. Detta skulle tillåta, till exempel, skicka musiken från en radio bakom ett hörn eller skapa tystnadszoner mitt på dansgolvet."