간단한 라우드 스피커 세트를 사용하여 과학자들은 공중에서 물체를 부양하고 회전시키는 방법을 알아 냈습니다. 완성 된 경우,이 "소닉 트랙터 빔"은 신장 결석 치료부터 국제 우주 정거장에서 인공 중력 생성에 이르기까지 다양한 용도를 찾을 수 있습니다.
과학자들은 사운드를 사용하여 이전에 물체를 부양했습니다. 소리가 고막을 움직일만큼 강한 압력의 물결이기 때문에 그 위업은 놀라운 일이 아닙니다. 그러나, 소닉 부상은 가청 소리 대신 인간 청각 범위를 벗어난 더 높은 초음파 빈도를 사용합니다. 올바른 구성에서 라우드 스피커에서 비난을 받으면 이러한 음파는 결합하여 간섭 패턴이라는 음파 스캐 폴딩을 형성 할 수 있습니다.
이전에 과학자들은 물체를 들어 올리려면 스피커 은행을 반대쪽에, 또는 한쪽에 은행을, 다른쪽에는 소리 반사기를 넣어야했습니다. 새로운 연구에서 오늘 온라인으로보고 , 물리학 자들은 한쪽에 한 번의 스피커 블록 만 사용하여 부상을 달성합니다. 이를 위해, 그들은이 "단면 이미 터"를 사용하여 객체를 부양하는 데 필요한 정확한 간섭 패턴을 계산하는 특수 알고리즘을 사용합니다. 새로운 기술을 통해 과학자들은 떠 다니는 물체를 수직으로나 측면으로 움직일 수 있지만 이전 기술이 할 수 없었던 일을 회전시킬 수 있습니다. 또한 일방적 인 스피커 설정을 통해 부동 물체의 더 쉽게 액세스하고보다 정확한 제어를 할 수 있습니다.
영국 브리스톨 대학교 (University of Bristol)의 기계 엔지니어 인 브루스 드링크 워터 (Bruce Drinkwater)는“우리가 몇 번이나 시도하고 실패했는지를 알기가 어렵다”고 말했다. "당신은이 라우드 스피커를 가지고 있으며, 당신은 그들이 내려 가야한다고 생각하는 입자를 지속적으로 터뜨린 다음 지속적으로 드롭 다운하는 것을 지켜 보는 입자를 계속 터뜨립니다." 그러나 알고리즘의 도움으로 Drinkwater와 그의 동료들은 비드의 움직임을 공중에 매달거나 자체 축을 돌리거나 좌우로 춤을 추도록 지시 할 수있었습니다. "우리가 [알고리즘]을 작동시킨 후, 우리는 [The Bead]를 넣었고 그냥 거기에 머물 렀습니다. 정말 놀랍습니다"
알고리즘은 가능한 최상의 간섭 패턴을 구성하여 작동합니다.이 패턴은 구슬을 떠올리게 할뿐만 아니라 자유로 비틀고 움직일 수 있습니다. 간섭 패턴은 다양한 스피커를 떠나는 파도의 정확한 동기화 또는 "위상"을 조정하여 발생합니다. 위상 차이를 올바르게 설정함으로써 연구원들은 파도를 결합하여 어떤 곳에서 서로 강화하고 다른 곳에서 서로를 취소합니다. 이런 식으로 그들은 저압 영역의 복잡한 3D 패턴을 만듭니다. 저압 영역은 "음향 홀로그램"이라고 부릅니다. 알고리즘이 단계를 조정함에 따라 간섭 패턴 및 결과 홀로그램 변경으로 인해 연구원들이 구슬을 움직일 수 있습니다.
알고리즘은 다양한 공간 구성의 음향 홀로그램을 패션 할 수 있지만 Drinkwater와 그의 팀은 "트윈 트랩", "소용돌이"및 "병"에 중점을 두었습니다. 트윈 트랩은 핀셋 한 쌍처럼 물체를 꼬집어 물체의 회전과 움직임을 허용합니다. Tornadolike Flurry의 중앙에있는 구슬을 회전시키고 포괄하는 와류는 자체 축에서 구슬을 회전시킵니다. 마지막으로, 병은 마치 소닉 용기에있는 것처럼 구슬을 갇혀 안정적으로 유지합니다.
University Park의 Pennsylvania State University의 기계 엔지니어 인 Tony Jun Huang은 이것이 음향 조작을 주목을 받기를 희망한다고 말했습니다. "많은 사람들 이이 분야에서 일하는 사람은 많지 않으며, 많은 사람들이 그것의 중요성을 인식하지 못한다"고 그는 말했다. 그는 미래에 Drinkwater와 그의 동료들이 생물 학자 및 의사와 짝을 이루어 지금까지 탐험 할 수 없었던 응용 프로그램을 시연하기를 희망합니다.
.이것이 바로 브리스톨 대학교 (University of Bristol)의 첫 번째 저자이자 컴퓨터 엔지니어 인 Drinkwater와 Asier Marzo가 다음에하기를 희망합니다. Marzo는“미래의 주요 목표는 생체 내 부상입니다. 초음파 파는 신체를 비교적 부드럽게 침투 할 수 있다고 그는 소닉 트랙터 빔을 사용하여 신장 결석과 응고를 제거하거나 신체의 다양한 부분에 약물이 함유 된 캡슐을 전달하거나 미세 수술기구를 제어 할 수있다. Marzo는 "이것은 더 이상 이론적 인 것이 아닙니다"라고 말합니다. "이제 우리는 일방적 인 부상을 할 수 있다는 증거를 가지고 있으며 다른 많은 연구를위한 길을 열어줍니다."
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