Исследователи из Миннесотского университета открыли новый метод перемещения объектов с помощью ультразвуковых волн. Технология на основе метаматериалов нужна для бесконтактных манипуляций на производстве и в робототехнике.
Крошечные частицы можно перемещать с помощью световых и звуковых волн, подобные эксперименты проводились ранее. Проблема в том, что для таких манипуляций, размер предмета должен быть меньше длины волны, объясняют авторы исследования. В своей работе они разработали технологию, которая позволяет управлять более крупными предметами.
Упрощенная сехма изменения движущей силы в зависимости от структуры метаповерхности и точки воздействия. Изображение: Matthew Stein et al., Nature Communications
Для своей демонстрации ученые использовали метаматериалы. Это поверхности, которые искусственно созданы для взаимодействия с различными волнами. Исследователи показали, что если поместить на поверхность обычного предмета метаматериалы, то его можно перемещать с помощью ультразвука, не касаясь руками.
В своем исследовании ученые показали, что свойства рассеивания метаповерхности можно превратить в движущую силу. Контролируя свойства поверхности можно управлять перемещениями вне зависимости от формы и размера объекта.
Бесконтактная манипуляция — актуальная область исследований в области оптики и электромагнетизма, но это исследование предлагает альтернативный метод бесконтактного управления, который предлагает преимущества, которых могут не иметь другие методы.
Мэтью Стейн, соавтор исследования из университета Миннесоты
Текущее исследование является только демонстрацией возможности реализации предложенного способа управления. В будущих исследованиях ученые продолжат исследовать возможности манипуляции предметами с помощью различных волн и метаматериалов.
