? ? ? 明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種利用超聲波移動(dòng)物體的新方法。這項(xiàng)研究為在制造業(yè)和機(jī)器人等行業(yè)中使用非接觸式操作打開了大門，在這些行業(yè)中，設(shè)備移動(dòng)不需要內(nèi)置電源。

? ? ? 這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）上，這是一份經(jīng)過同行評(píng)審、開放獲取的科學(xué)期刊。

? ? ? 雖然之前已經(jīng)證明光波和聲波可以操縱物體，但物體總是小于聲波或光波的波長(zhǎng)，或者分別在毫米到納米量級(jí)。明尼蘇達(dá)大學(xué)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種方法，可以利用超材料物理學(xué)原理移動(dòng)更大的物體。

? ? ? 超材料是一種人工設(shè)計(jì)的材料，可以與波（如光和聲音）相互作用。通過在物體表面放置一種超材料圖案，研究人員能夠利用聲音將物體引向某個(gè)方向，而無需物理接觸。

? ? ? 該研究的高級(jí)作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程系本杰明·梅胡格（Benjamin Mayhugh）助理教授奧金·伊利奇（Ognjen Ilic）表示：“我們已經(jīng)知道了一段時(shí)間，波、光和聲音可以操縱物體。我們的研究與眾不同之處在于，如果我們將它們的表面變成超材料表面，或“超表面”，我們就可以操縱和捕獲更大的物體。當(dāng)我們將這些微小的圖案放置在物體表面時(shí)，我們基本上可以將聲音反射到我們想要的任何方向。通過這樣做，我們可以控制施加在物體上的聲學(xué)力?！?/p>

? ? ? 使用這項(xiàng)技術(shù)，研究人員不僅可以將物體向前移動(dòng)，還可以將其拉向源——這與《星際迷航》等科幻小說中的牽引光束技術(shù)沒有太大區(qū)別。

? ? ? 他們的方法可能被證明對(duì)制造業(yè)或機(jī)器人等領(lǐng)域的移動(dòng)物體有用。

? ? ? 該論文的第一作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程系的研究生馬修·斯坦（Matthew Stein）表示：“非接觸操縱是光學(xué)和電磁學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱門研究領(lǐng)域，但這項(xiàng)研究提出了另一種非接觸致動(dòng)方法，它提供了其他方法可能沒有的優(yōu)勢(shì)。此外，除了這項(xiàng)研究所能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用之外，擴(kuò)展我們的物理知識(shí)通常是一件非常令人興奮的事情！”

? ? ? 雖然這項(xiàng)研究更多地是對(duì)這一概念的演示，但研究人員的目標(biāo)是在未來測(cè)試更高頻率的波以及不同的材料和物體尺寸。

? ? ? 伊利奇說：“在許多科學(xué)和工程領(lǐng)域，尤其是機(jī)器人領(lǐng)域，需要移動(dòng)物體，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成某種受控運(yùn)動(dòng)。這通常是通過物理束縛或攜帶某種能量源來完成任務(wù)的。我認(rèn)為，我們正在朝著一個(gè)新的方向前進(jìn)，并表明在沒有物理接觸的情況下，我們可以移動(dòng)物體，而這種運(yùn)動(dòng)可以通過編程物體表面的東西來控制。這為我們提供了一種無接觸驅(qū)動(dòng)物體的新機(jī)制。”

文章來源：https://new.qq.com/rain/a/20221209A0652N00