شناورسازی همزمان ۲۵ ذره در هوا با کمک امواج صوتی

مدتی می شود که دانشمندان از امواج صوتی برای شناورسازی اشیاء کوچک در هوا استفاده میکنند اما پروژه تازه ای که پژوهشگران دانشگاه بریستول و دانشگاه Publica De Navarra اسپانیا کلید زده اند نوید پیشرفت های تازه ای را در این زمینه می دهد.

روش ابداعی آنها گیره اکوستیک نام دارد و به لطف آن می توان چندین شیء را به طور همزمان در هوا به حالت شناور درآورد و به صورت جداگانه کنترل نمود. از این روش هم در حوزه های مختلفی میتوان استفاده کرد که از ایجاد نمایشگرهایی با پیکسل سه بعدی در هوا گرفته تا بخیه زدن جراحات داخلی بدون دخالت فیزیکی جراح را شامل می گردند. در واقع دستاورد تازه این دانشمندان بسیار شبیه به داستان های علمی و تخیلی است اما دموی ارائه شده از سوی آنها کاملا امیدبخش به نظر می رسد.

دکتر اسیر مارزو از دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه بریستول در این باره گفت:

ما چندین ذره را با کمک نیروی ناشی از امواج صوتی در هوا به دام انداختیم. نکته مهم تر اما این است که میدان صوتی ایجاد شده برای نخستین بار توانست اشیاء مختلفی را به صورت همزمان و مستقل از یکدیگر جابجا نماید. این کار نیز به لطف نوعی مدولاتور صوتی سفارشی سازی شده محقق شد که در اصل صفحه ای حاوی ۲۵۶ اسپیکر کوچک است. عامل کلیدی دیگر برای دستیابی به این موفقیت استفاده از نوعی الگوریتم بهینه سازی شده بود که می توانست به صورت آنی محاسبه کند هر اسپیکر باید برای ایجاد میدان صوتی که قابلیت به دام انداختن ذرات را داشته باشد چه حجم صدایی را ایجاد نماید.

همانطور که در ویدیوی بالا مشاهده می کنید تکنولوژی ارائه شده توسط این محققان موارد مصرف متعددی دارد که از گرد آوری ذرات در قالبی مشخص گرفته تا متصل کردن ذرات با کمک رشته های متعدد برای انجام اقداماتی خاص نظیر بخیه زدن را شامل میگردد.

شاید در نگاه نخست ایده استفاده از این تکنیک برای کنترل ذرات درون بدن بیماران بسیار آینده نگرانه به نظر برسد با این حال مارزو ابراز امیدواری کرده که این روش حتی از شناورسازی ذرات در هوا نیز راحت تر شود. علت هم این است که بدن به خاطر مملو بودن از آب با سهولت بیشتری صوت را از خود عبور می دهد.
البته اشاره کنیم که در حال حاضر تیم پژوهشگران صرفا میتواند تا ۲۵ ذره را به صورت همزمان با این روش به حالت شناور در بیاورد. با این حال اما مارزو ابراز امیدواری کرده که با سخت افزار بهتر (مثلا مدولاتور صوتی قویتر) احتمالا می شود صدها ذره را به صورت همزمان در هوا شناور کرد.