Исследователи используют ультразвук для перемещения объектов без помощи рук. Исследователи из Миннесотского университета открыли новый метод перемещения объектов с помощью ультразвуковых волн. Технология на основе метаматериалов нужна для бесконтактных манипуляций на производстве и в робототехнике.

Крошечные частицы можно перемещать с помощью световых и звуковых волн, подобные эксперименты проводились ранее. Проблема в том, что для таких манипуляций, размер предмета должен быть меньше длины волны, объясняют авторы исследования. В своей работе они разработали технологию, которая позволяет управлять более крупными предметами.

Для своей демонстрации ученые использовали метаматериалы. Это поверхности, которые искусственно созданы для взаимодействия с различными волнами. Исследователи показали, что если поместить на поверхность обычного предмета метаматериалы, то его можно перемещать с помощью ультразвука, не касаясь руками.

Упрощенная сехма изменения движущей силы в зависимости от структуры метаповерхности и точки воздействия. Изображение: Matthew Stein et al., Nature Communications

В своем исследовании ученые показали, что свойства рассеивания метаповерхности можно превратить в движущую силу. Контролируя свойства поверхности можно управлять перемещениями вне зависимости от формы и размера объекта.

Бесконтактная манипуляция — актуальная область исследований в области оптики и электромагнетизма, но это исследование предлагает альтернативный метод бесконтактного управления, который предлагает преимущества, которых могут не иметь другие методы, – Мэтью Стейн, соавтор исследования из университета Миннесоты.

Текущее исследование является только демонстрацией возможности реализации предложенного способа управления. В будущих исследованиях ученые продолжат исследовать возможности манипуляции предметами с помощью различных волн и метаматериалов.