2018-12-18 21:34:01
全息声学镊子能够操纵三维空间中的多个物体

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一对研究人员,其中一人与纳瓦拉公立大学,另一人与布里斯托大学合作,开发了一套全息声学镊子系统,可用于在三维空间中同时操纵多个物体。 Asier Marzo和Bruce Drinkwater在他们发表在“美国国家科学院院刊”上的论文中描述了他们的镊子和可能的用途。

全息激光镊子是研究人员所熟悉的,但它们只能用于在微尺度物体周围移动。在这项新的努力中,Marzo和Drinkwater将全息镊子的概念引入声音领域,并因此创造了一个能够同时操纵大量物体的系统。

他们构建的系统包括两个非常小的扬声器阵列(其中256个,每个只有一厘米直径)放在彼此相对的墙上 - 每个阵列连接到一台计算机,独立控制每个扬声器发出的声音。在设置在地平面的扬声器阵列之间是反射表面。该系统通过在地面上放置微小物体来工作;它们被40千赫兹范围内的声波提升到空中 - 远远高于人类可以听到的声波。通过使用计算机控制扬声器发出的声音,研究人员可以操纵基座上空中的多个物体。在他们的实验中,他们操纵了直径为1至3毫米的聚苯乙烯泡沫塑料球。

在演示中,研究人员将球配置成三维布置,在这些布置中,它们一致地跳舞并作为单个实体移动。研究人员还将其他物体挂在球上并用球移动它们。一个例子涉及创建一个圆形对象,然后通过它传递一个字符串。

研究人员建议像他们这样的系统可用于在体内进行医疗程序而无需手术。他们进一步建议它可以用于使用放手方法构建物体,甚至可以用作3-D显示系统的基础。

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