Над созданием более совершенных способов перемещения тончайшего оборудования и хрупких предметов работают многие учёные, и иногда у них рождаются неординарные идеи. Сотрудники Университета Миннесоты разработали метод, позволяющий передвигать предметы при помощи ультразвука.

Без рук

В ходе исследовательских работ или производственных процессов зачастую приходится перемещать очень хрупкие предметы, которые можно легко повредить и нанести тем самым непоправимый ущерб. Неверно рассчитанное усилие приводит к серьёзным последствиям, порче важных образцов и тончайшей электроники, что влечёт за собой неприятные последствия. Время от времени подобные операции приходится доверять роботам, что намного усложняет ситуацию, поскольку их тоже приходится разрабатывать с учётом специфики очень деликатных работ. Именно поэтому учёные задались целью создать устройство, при помощи которого можно было бы перемещать хрупкие предметы, не навредив им в процессе.

Некоторые успехи уже были сделаны в этом направлении. Одно из достижений – создание специальных манипуляторов, которые могут бережно брать и перемещать предметы. При этом прилагаемое усилие контролируется специальными алгоритмами, а все операции выполняются при помощи мягких захватов с полыми каналами внутри, где давление создаётся пневматической системой. Другие учёные предлагают более радикальный способ. Они обнаружили, что при соблюдении определённых условий можно двигать предметы при помощи ультразвука, не прикасаясь к ним физически. Правда, здесь имеется существенное ограничение – сам объект должен быть небольшим и очень лёгким, что очень сужает сферу использования этого метода. Между тем аналогичный способ предложили учёные из Университета Миннесоты, они смогли усовершенствовать его и сделать более пригодным к практическому использованию.

Ультразвуковой манипулятор

Учёные долго искали способ, при помощи которого можно было бы увеличить вес и размер перемещаемых объектов. После многочисленных проб и ошибок они решили использовать в своей работе метаматериалы. Метаматериал представляет собой сложную структуру, чьи свойства зависят от конфигурации и размеров отдельных элементов. Их можно наносить на поверхности различных предметов, за счёт чего те приобретают особенные качества. В этом случае учёные использовали гравировку, созданную по разработанной ими же схеме. Если её облучать ультразвуком, она будет отражать звуковые колебания в нужную сторону, а сам предмет, на поверхности которого находится метаматериал, сдвигается при этом в заданном направлении.

В ходе экспериментов учёные наносили метаматериал на поверхность тестируемых предметов и облучали их ультразвуком требуемой частоты и интенсивности. Таким образом им удалось двигать предметы дистанционно, не прикасаясь к ним руками или любым другим инструментом, а направление движения зависело от способа нанесения метаматериала. Конечно, в таком методе работы есть большой недостаток – без наклейки предмет не сдвинется ни на миллиметр. Тем не менее учёные считают, что их разработка сможет оказаться полезной в исследованиях и на производстве.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!