Des chercheurs de l’Université du Minnesota Twin Cities ont découvert une nouvelle méthode pour déplacer des objets à l’aide d’ondes ultrasonores. La recherche ouvre la porte à l’utilisation de la manipulation sans get hold of dans des industries telles que la fabrication et la robotique, où les appareils n’auraient pas besoin d’une supply d’alimentation intégrée pour se déplacer.
L’étude est publiée dans Mother nature Communications, une revue scientifique à comité de lecture en libre accès.
Bien qu’il ait été démontré auparavant que les ondes lumineuses et sonores peuvent manipuler des objets, les objets ont toujours été furthermore petits que la longueur d’onde du son ou de la lumière, ou de l’ordre du millimètre au nanomètre, respectivement. L’équipe de l’Université du Minnesota a développé une méthode qui peut déplacer des objets in addition gros en utilisant les principes de la physique des métamatériaux.
Les métamatériaux sont des matériaux artificiellement conçus pour interagir avec les ondes, comme la lumière et le son. En plaçant un motif métamatériel sur la area d’un objet, les chercheurs ont pu utiliser le son pour l’orienter dans une certaine route sans le toucher physiquement.
“Nous savons depuis un selected temps que les ondes, la lumière et le son peuvent manipuler des objets. Ce qui distingue notre recherche, c’est que nous pouvons manipuler et piéger des objets beaucoup additionally gros si nous faisons de leur surface une area métamatérielle, ou une” métasurface “”, a déclaré Ognjen. Ilic, auteur principal de l’étude et professeur adjoint Benjamin Mayhugh au département de génie mécanique de l’Université du Minnesota. “Lorsque nous plaçons ces minuscules motifs sur la surface area des objets, nous pouvons essentiellement réfléchir le son dans la course que nous voulons. Et ce faisant, nous pouvons contrôler la pressure acoustique qui s’exerce sur un objet.”
En utilisant cette method, les chercheurs peuvent non seulement déplacer un objet vers l’avant, mais aussi le tirer vers une resource, ce qui n’est pas très différent de la technologie du faisceau tracteur dans les histoires de science-fiction comme Star Trek.
Leur méthode pourrait s’avérer utile pour déplacer des objets dans des domaines comme la fabrication ou la robotique.
“La manipulation sans get in touch with est un domaine de recherche brûlant en optique et en électromagnétisme, mais cette recherche propose une autre méthode d’actionnement sans get hold of qui offre des avantages que d’autres méthodes n’ont peut-être pas”, a déclaré Matthew Stein, premier auteur de l’article et étudiant diplômé à l’Université. du département de génie mécanique du Minnesota. “De plus, en dehors des purposes que cette recherche permet, élargir nos connaissances en physique est juste une selected très excitante à faire en général ! ”
Bien que cette étude soit davantage une démonstration du concept, les chercheurs visent à tester des fréquences d’ondes additionally élevées et différents matériaux et tailles d’objets à l’avenir.
“Dans de nombreux domaines de la science et de l’ingénierie, la robotique en particulier, il est nécessaire de déplacer des objets, de transférer un sign dans une sorte de mouvement contrôlé”, a déclaré Ilic. “Souvent, cela se fait par des attaches physiques ou en devant transporter une source d’énergie pour pouvoir effectuer une tâche. Je pense que nous allons dans une nouvelle route ici et montrons que sans get hold of physique, nous pouvons déplacer des objets, et que le mouvement peut être contrôlé simplement en programmant ce qui se trouve à la surface de cet objet. Cela nous donne un nouveau mécanisme pour actionner les choses sans call.
Cette recherche a été soutenue par le Minnesota Robotics Institute et l’Air Force Business office of Scientific Exploration.
En furthermore d’Ilic et Stein, l’équipe de recherche comprenait Sam Keller, étudiant de leading cycle du Département de génie mécanique de l’Université du Minnesota, et Yujie Luo, étudiant diplômé.
Vidéo : https://youtu.be/61y6CBfyoqI