Individuell orientering av asymmetriska partiklar fångade ovanför en reflekterande yta med en grupp placerad 15,1 λ (13 cm) ovanför den. (A) Alla EPS-partiklar inriktade längs y-axeln; (C) en EPS-partikel är orienterad längs x-axeln. (B och D) Motsvarande simulerad tryckamplitud vid den reflekterande ytan. (Skalfält, C och D:2 cm.) Kredit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). DOI:10.1073/pnas.1813047115
Ett par forskare, en med det offentliga universitetet i Navarra, den andra med University of Bristol, har utvecklat ett system med holografisk akustisk pincett som kan användas för att manipulera flera objekt samtidigt i 3D-rymden. Asier Marzo och Bruce Drinkwater beskriver sina pincett och möjliga användningsområden för dem i sin tidning publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences .
Holografisk laserpincett är bekant för forskare, men de kan bara användas för att flytta runt objekt i mikroskala. I denna nya insats, Marzo och Drinkwater tar idén med holografisk pincett till ljudets rike och har på så sätt skapat ett system som kan manipulera en mängd större objekt samtidigt.
Systemet de byggde består av två uppsättningar av mycket små högtalare (256 av dem, var och en var bara en centimeter i diameter) placerade på väggar mittemot varandra – varje array är ansluten till en dator som kontrollerar ljudet från varje högtalare oberoende av varandra. Mellan högtalaruppsättningarna, placerad på marknivå, är en reflekterande yta. Systemet fungerar genom att placera små föremål på markytan; de lyfts upp i luften av ljudvågor i intervallet 40 kilohertz – långt över vad människor kan höra. Genom att styra ljudet från högtalarna med hjälp av en dator, forskarna kan manipulera flera föremål i luften över basen. I deras experiment, de manipulerade frigolitbollar i storlek från en till tre millimeter i diameter.
I demonstrationerna, forskarna konfigurerade bollarna till 3D-arrangemang där de dansade unisont och rörde sig som en enda enhet. Forskarna hakade även fast andra föremål på bollarna och använde bollarna för att flytta runt dem. Ett exempel var att skapa ett cirkulärt objekt och sedan föra en sträng genom det.
Forskarna föreslår att ett system som deras skulle kunna användas för att utföra medicinska ingrepp inuti kroppen utan behov av operation. De föreslår vidare att det skulle kunna användas för att konstruera objekt med en hands-off-metod eller till och med som grund för ett 3D-displaysystem.
Forskaren Asier Marzo, som genomförde detta projekt, kontrollerar styrkan på de akustiska fällorna. Kredit:Sergio Larripa, Asier Marzo och Bruce Drinkwater.
© 2018 Science X Network
