来自日本东京都立大学 (TMU) 的科学家开发了一种仅使用声波操纵小物体的新方法。


“万磁王”不再只存在科幻片:科学家成功实现隔空取物


这项名为“声学镊子”的技术可能永远无法用于比小球更大或更重的物体,但它具有巨大的医疗用途潜力,例如在不接触的情况下引导小物体穿过人体。


声波技术已在各种令人惊讶的用例中显示出潜力,这意味着在潜在应用方面,我们可能只看到了冰山一角。


例如,在 2019 年, 苏塞克斯大学的研究人员发表了一篇论文,展示了他们如何通过照亮通过超声波操纵的微小物体来产生“全息图”。


虽然声学镊子的概念是在 1980 年代首次发现的,但在广泛采用的过程中存在许多挑战。


早期的概念使用声学换能器的半球阵列来创建可以携带物体的声波“声阱”。然而,这样的概念从来没有完全能够可靠地实时控制物体,因为当物体移动时很难创建和调整正确的声场,尤其是当它靠近反射声音的表面时。


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在他们的研究中,TMU 工程师开发了一种半球形声学阵列,可以从反射表面举起一个3毫米的聚苯乙烯球。


他们将换能器阵列分成可管理的块,并使用逆滤波器找到最佳相位和幅度,以制作声音陷阱。


每个通道的相位和幅度都使用声音再现方法进行了优化,这只会在所需的位置产生一个声学陷阱,因此可以在刚性舞台上实现拾音。据我们所知,这是第一次使用这种方法演示非接触式拾音的研究。


尽管该团队指出它仍然需要努力提高机器的可靠性,但它有可能改变我们使用声音来操纵小物体的方式,这一发展可能会导致以前无法想象的医学和科学应用。


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