استفاده از امواج صدا برای شناورسازی اجسام کوچک به صورت همزمان

مدت زمانی است که محققان با استفاده از امواج صوتی موفق به شناور کردن اجسام کوچک در هوا شده‌اند. اما یک پروژه جدید از دانشمندان دانشگاه بریستول بریتانیا و دانشگاه Publicad De Navarra اسپانیا این فناوری را به سطح بعدی انتقال داده است. این دانشمندان چیزی را ایجاد کرده‌اند که از آن به عنوان “قیچی‌های آکوستیک” یاد می‌کند و شامل شناورسازی چندین اشیاء به طور همزمان می‌شو که آنها را به صورت جداگانه کنترل می‌کند. این فناوری می‌تواند برای همه چیز از ایجاد پیکسل در صفحه نمایش سه بعدی در هوا گرفته تا احتمالا بخیه زدن جراحت داخلی بدون این که جراح بیمار مورد نظر را لمس کند، به کار گرفته شود. این پروژه به نظر می‌رسد که چیزی از درون داشتان‌‎های علمی‌ تخیلی باشد اما نمایش ارائه‌شده توسط محققان بسیار متقاعد کننده است.

دکتر Asier Marzo از بخش مهندسی مکانیک بریستول به Digital Trends گفت:

ما چندین ذره در هوا را با استفاده از نیروهای اعمال شده توسط صدا به دام انداختیم. مهم‌تر از همه، برای اولین بار این زمینه‌، تولید صدای آکوستیک می‌تواند ذرات مختلف را به طور همزمان و مستقل از یکدیگر دستکاری کند. این عمل به لطف یک ماژول صدای سفارشی سازی شده امکان پذیر است: یک آرایه با تعداد زیادی بلندگوی کوچک که برای آزمایش مورد نظر ما این تعداد به ۲۵۶ می‌رسد. یکی دیگر از عناصر کلیدی برای دستیابی به این هدف، استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی شده است تا در زمان واقعی محاسبه کند که هر بلندگو چه مقدار صدا تولید کند تا شناور بودن ذرات در یک میدان را در موقعیت مورد نظر تضمین می‌کند،.

می‌توان تعداد زیادی از موارد کاربردب جالب برای این فناوری، مانند جمع آوری ذرات برای ایجاد شکل خاص در هوا یا اتصال چندین ذره برای انجام اقداماتی مانند بخیه زدن در نظر گرفت.  استفاده از شناور سازی، برای مثال در کنترل ذرات در داخل بدن بیمار مبهم به نظر می‌رسد اما مارزو اشاره می‌کند که در واقع می‌تواند ساده‌تر از هدایت ذرات در هوا باشد . به این دلیل که صدا در بدن ما، که دارای مقدار زیادی آب است، بهتر از هوا حرکت می‌کند.

در حال حاضر تیم تنها می‌تواند تا ۲۵ ذره را به طور همان زمان حرکت دهد. با این حال، مارزو اشاره کرد که با سخت افزار بهتر – یعنی یک ماژول صدا بهبود یافته- باید بتوانند صدها ذره شناور را در یک زمان شناور کنند. این باعث می‌شود که آنها تعداد زیادی ذره پراکنده را برای کارهای خود در اختیار داشته باشند.

مقاله توصیفی از از این پروژه با عنوان “قیچی هولوگرافی آکوستیک”، اخیرا در مجله PNAS منتشر شده است.

به نظر شما از این فناوری در چه زمینه‌هایی می‌توان استفاده نمود؟ لطفا نظرات خود را با ما درمیان بگذارید.