明尼苏达大学工程师开发出超声元表面 可移动大型物体而不接触它们

2022年12月08日 15:53 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

明尼苏达大学的工程师们开发了一个新系统,可以在不进行物理接触的情况下移动物体。该技术涉及超声波作用于专门的表面,将物体推向甚至拉向不同的方向,这一技术进步有助于制造业和机器人技术。

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如果你想移动某样东西,你通常必须触摸它,但在一些物品易碎或表面敏感的情况下,这并不是最好的方法。非接触式操纵是一个不断增长的技术研究领域,它可以在不需要任何物理接触的情况下,对物体施加一种力来移动它们。

这通常涉及使用超声波或光束,它们可以施加足够的压力,使某些物体悬浮或移动。但并不奇怪的是,这些物体通常需要极其微小和/或轻,这限制了该技术的实用性。

在新的研究中,研究人员试验了一种新的方式,在不接触较大物体的情况下移动它们。目标物体安装了一个超材料表面,该表面经过特殊设计,可以反射声波,使物体向后、向侧、甚至像牵引光束一样向前移动。

这项研究的资深作者Ognjen Ilic说:"我们的研究与众不同之处在于,如果我们把物体的表面变成超材料表面,或'超表面',我们就可以操纵和捕获更大的物体。当我们在物体表面放置这些微小的图案时,我们基本上可以将声音反射到我们想要的任何方向。这样做,我们可以控制施加在物体上的声学力量。"

不过,这种技术确实引入了自己的局限性。它不能被用来移动没有经过重新设计表面的任何已经存在的东西,因为不仅是桌面,目标物体本身也需要有特定的元表面设计,蚀刻和连接,然后才能工作。而在所有这些之后,如果想让物体以不同的方式移动,就需要更换元表面。也就是说,它只可以在特定的重复运动中派上用场,例如特定的生产线上。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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