پژوهشگران با این روش اجسام را بدون تماس فیزیکی جابه‌جا می‌کنند

به گزارش سای‌تک‌دیلی، گروهی از پژوهشگرهای دانشگاه مینسوتا روشی را برای دستکاری اشیا با استفاده از امواج فراصوت رونمایی کردند که راه را برای حرکت آن‌ها بدون تماس فیزیکی در صنایعی مثل تولید و رباتیک بدون نیاز به نیروی توان داخلی فراهم می‌کند. یافته‌های این پژوهش در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است.

با اینکه مدت‌ها قبل ثابت شده بود که امواج صوت و نور می‌توانند اشیاء را کنترل کنند، اشیا در این پژوهش‌ها همیشه کوچک‌تر از طول موج صوت یا نور بودند یا طول آن‌ها تنها به چند میلی‌متر یا نانومتر می‌رسید؛ اما گروه دانشگاه مینسوتا با استفاده از اصول فیزیکی فراماده روشی را برای جابه‌جایی اشیای بزرگ‌تر ابداع کردند.

فراماده‌ به موادی گفته می‌شود که به صورت مصنوعی برای برهم‌کنش با موج‌های نور یا صوت ساخته می‌شوند. پژوهشگرها با قرار دادن یک الگوی فراماده روی سطح شیء توانستند از صوت برای هدایت آن در یک جهت مشخص بدون تماس فیزیکی استفاده کنند. به گفته‌ی اوگنین ایلیچ، نویسنده‌ی اصلی پژوهش و بنجامین میهیو، استادیار بخش مهندسی مکانیک دانشگاه مینسوتا:

می‌دانستیم امواج و نور و صوت می‌توانند اشیا را کنترل کنند. آنچه که پژوهش ما را متمایز می‌سازد این است که اگر سطح اشیاء را به سطح فراماده یا فراسطح تبدیل کنیم، می‌توانیم اشیای بزرگ‌تری را جابه‌جا کنیم. وقتی این الگوهای کوچک را روی سطح اشیا قرار می‌دهیم می‌توانیم صوت را در هر جهتی که می‌خواهیم پخش کنیم و با این کار نیروی آکوستیک واردشده به یک شیء را کنترل کنیم.
-
پژوهشگرها با استفاده از تکنیک یادشده نه تنها یک شیء را به سمت جلو بلکه به سمت منبع هم جابه‌جا کردند. این کارکرد بی‌شباهت به فناوری پرتوی کششی در داستان‌های علمی تخیلی مثل پیشتازان فضا نیست. روش آن‌ها می‌تواند برای جابه‌جای اشیاء در زمینه‌هایی مثل تولید یا رباتیک مفید واقع شود. متیو استین، دیگر نویسنده‌ی مقاله و دانشجوی بخش مهندسی مکانیک دانشگاه مینسوتا می‌گوید کنترل بدون تماس، موضوع پژوهشی داغ در زمینه‌ی اپتیک و الکترومغناطیس است، اما این پژوهش روشی دیگر را برای حرکت بدون تماس ارائه می‌دهد که ممکن است مزایای آن در روش‌های دیگر وجود نداشته باشد.

با اینکه پژوهش جدید بیشتر نمایشی از مفهوم جابه‌جایی بدون تماس اشیاء است، پژوهشگرها می‌خواهند فرکانس‌های بالاتر امواج و مواد دیگر با ابعاد مختلف را در آینده با این روش آزمایش کنند. به گفته‌ی ایلیچ، در بسیاری از حوزه‌های علم و مهندسی به‌ویژه رباتیک نیاز به جابه‌جایی اشیاء و انتقال سیگنال برای القای نوعی حرکت کنترل‌شده احساس می‌شود. اغلب اوقات این کار از طریق اتصالات فیزیکی یا منبعی انرژی انجام می‌شود. بااین‌حال پژوهشگران این بررسی در مسیری متفاوت حرکت می‌کنند و نشان می‌دهند بدون تماس فیزیکی می‌توان اشیاء حرکت داد و این حرکت را با تنظیم چیزی روی سطح شیء کنترل کرد. به‌این‌ترتیب به مکانیزم جدیدی برای کنترل اشیاء بدون تماس فیزیکی می‌رسیم.

۲۲۷۲۲۷