Orientamento individuale di particelle asimmetriche intrappolate sopra una superficie riflettente con una matrice posta a 15,1 (13 cm) sopra di essa. (A) Tutte le particelle EPS allineate lungo l'asse y; (C) una particella EPS è orientata lungo l'asse x. (B e D) Ampiezza di pressione simulata corrispondente sulla superficie riflettente. (barra della scala, C e D:2 cm.) Credito: Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (2018). DOI:10.1073/pnas.1813047115
Una coppia di ricercatori, uno con l'Università Pubblica di Navarra, l'altro con l'Università di Bristol, ha sviluppato un sistema di pinzette acustiche olografiche che possono essere utilizzate per manipolare più oggetti contemporaneamente nello spazio 3-D. Asier Marzo e Bruce Drinkwater descrivono le loro pinzette e i loro possibili usi nel loro articolo pubblicato su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
Le pinzette laser olografiche sono familiari ai ricercatori, ma possono essere usati solo per muoversi intorno a oggetti di microscala. In questo nuovo sforzo, Marzo e Drinkwater portano l'idea delle pinzette olografiche nel regno del suono e così facendo hanno creato un sistema in grado di manipolare una miriade di oggetti più grandi contemporaneamente.
Il sistema che hanno costruito è costituito da due array di diffusori molto piccoli (256 dei quali, ciascuno dei quali era di appena un centimetro di diametro) posti su pareti l'uno di fronte all'altro:ogni array è collegato a un computer che controlla il suono emesso da ciascun altoparlante in modo indipendente. Tra gli array di altoparlanti, posto a livello del suolo, è una superficie riflettente. Il sistema funziona posizionando piccoli oggetti sulla superficie del terreno; vengono sollevati in aria da onde sonore nella gamma di 40 kilohertz, molto al di sopra di ciò che gli umani possono sentire. Controllando il suono emesso dagli altoparlanti tramite un computer, i ricercatori possono manipolare più oggetti nell'aria sopra la base. Nei loro esperimenti, hanno manipolato palline di polistirolo di dimensioni variabili da uno a tre millimetri di diametro.
Nelle manifestazioni, i ricercatori hanno configurato le palle in arrangiamenti 3D in cui ballavano all'unisono e si muovevano come una singola entità. I ricercatori hanno anche agganciato altri oggetti alle palline e le hanno usate per spostarle. Un esempio riguardava la creazione di un oggetto circolare e il passaggio di una stringa attraverso di esso.
I ricercatori suggeriscono che un sistema come il loro potrebbe essere utilizzato per eseguire procedure mediche all'interno del corpo senza la necessità di un intervento chirurgico. Suggeriscono inoltre che potrebbe essere utilizzato per costruire oggetti utilizzando un approccio a mani libere o anche come base di un sistema di visualizzazione 3D.
Il ricercatore Asier Marzo, chi ha realizzato questo progetto, controlla la forza delle trappole acustiche. Credito:Sergio Larripa, Asier Marzo e Bruce Drinkwater.
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