明尼蘇達大學工程師開發出超聲元表面可移動大型物體而不接觸它們
明尼蘇達大學的工程師們開發了一個新系統,可以在不進行物理接觸的情況下移動物體。該技術涉及超聲波作用於專門的表面,將物體推向甚至拉向不同的方向,這一技術進步有助於製造業和機器人技術。
如果你想移動某樣東西,你通常必須觸摸它,但在一些物品易碎或表面敏感的情況下,這並不是最好的方法。非接觸式操縱是一個不斷增長的技術研究領域,它可以在不需要任何物理接觸的情況下,對物體施加一種力來移動它們。
這通常涉及使用超聲波或光束,它們可以施加足夠的壓力,使某些物體懸浮或移動。但並不奇怪的是,這些物體通常需要極其微小和/或輕,這限制了該技術的實用性。
在新的研究中,研究人員試驗了一種新的方式,在不接觸較大物體的情況下移動它們。目標物體安裝了一個超材料表面,該表面經過特殊設計,可以反射聲波,使物體向後、向側、甚至像牽引光束一樣向前移動。
這項研究的資深作者Ognjen Ilic說:”我們的研究與眾不同之處在於,如果我們把物體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。當我們在物體表面放置這些微小的圖案時,我們基本上可以將聲音反射到我們想要的任何方向。這樣做,我們可以控制施加在物體上的聲學力量。”
不過,這種技術確實引入了自己的局限性。它不能被用來移動沒有經過重新設計表面的任何已經存在的東西,因為不僅是桌面,目標物體本身也需要有特定的元表面設計,蝕刻和連接,然後才能工作。而在所有這些之後,如果想讓物體以不同的方式移動,就需要更換元表面。也就是說,它只可以在特定的重複運動中派上用場,例如特定的生產線上。
這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。