明尼蘇達大學雙城分校的一個研究小組發現了一種利用超聲波操縱物體的方法，為製造業和機器人等行業的非接觸式運動鋪平了道路，而不需要內部電源。這些發現已經發表在同行評議的《自然通訊》雜誌上。

雖然之前已經證明了光和聲波可以操縱物體，但這些物體總是比聲音或光的波長小，或者分別在毫米到納米的範圍內。明尼蘇達大學的團隊利用超材料物理學的原理開發了一種可以移動更大物體的方法。

超材料是經過人工設計的材料，可以與光和聲音等波互動。通過在一個物體的表面放置超材料圖案，研究人員能夠使用聲音將其引向某個方向，而無需實際接觸它。

“我們已經知道有一段時間了，波、光和聲音可以操縱物體。”該研究的高級作者、明尼蘇達大學機械工程系本傑明-梅休助理教授Ognjen Ilic說：”我們的研究與眾不同的是，如果我們把物體的表面變成超材料表面或’超表面’，我們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。而這樣做，我們可以控制施加在物體上的聲學力量。”

使用這種技術，研究人員不僅可以將一個物體向前移動，還可以將其拉向一個源頭，這與《星際迷航》等科幻小說中的牽引光束技術並無太大區別。他們的方法可能被證明對製造或機器人等領域的物體移動非常有用。

論文第一作者、明尼蘇達大學機械工程系研究生馬修-斯坦恩說：”非接觸式操縱是光學和電磁學的一個熱門研究領域，但這項研究提出了另一種非接觸式驅動方法，它具有其他方法可能不具備的優勢。另外，在這項研究實現的應用之外，擴大我們的物理學知識只是一般來說非常令人興奮的事情！”

雖然這項研究更多的是對概念的演示，但研究人員的目標是在未來測試出更高頻率的波和不同的材料和物體尺寸。

Ilic說：”在科學和工程的許多領域，特別是機器人，需要移動東西，將信號轉變成某種可控的運動。這通常是通過物理繫繩或必須攜帶一些能量來源來完成任務。我認為我們在這裡描繪了一個新的方向，並表明在沒有物理接觸的情況下，我們可以移動物體，而且可以通過對該物體表面上的東西進行編程來控制該運動。這為我們提供了一種新的機制，可以無接觸地驅動事物。”