3D-udskrivning af din egen traktorstråleudstrømningsenhed

Har du set nogen Star Wars -film? Så ved du alt om traktorbjælker - en slags gadgetry, der gør det muligt for et rumfartøj at gribe et mindre skib og trække det med, som om det var surret med et kabel, alt ved at bruge en form for usynlig kraft, som manuskriptforfatterne faktisk ikke gider forklare.

Godt, tak til forskere ved U.K.s University of Bristol, nu kan du bygge din egen enhed, der skaber en ny slags traktorstråle - en der bruger lydbølger fra en retning til at fange, svæve og trække genstande. Alt du behøver er adgang til en 3D-printer, så du kan udskrive delene baseret på filer, de har lagt online, og lidt tid til montering. De har endda leveret en video om, hvordan man bygger enheden:

Der er en fangst, selvfølgelig. Planlæg ikke at slæbe noget rumskib med denne traktorbjælke, da den kun er i stand til at flytte virkelig små genstande - dem på størrelse med perler eller små insekter.

Research assistent Asier Marzo, University of Bristol, hovedforfatteren af ​​en artikel om projektet, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Applied Physics Letters, siger, at den akustiske traktorstråle er afhængig af, at lyd er en mekanisk bølge, der bærer momentum.

"For eksempel, hvis du lægger ris på et bord, mens radioen spiller meget højt, risene vil bevæge sig; eller hvis du er til koncert, du kan mærke dit bryst vibrere, "siger han via e -mail." Hvis vi bruger ultralyd, vi kan anvende kraftigere bølger, uden at de gør ondt for de menneskelige ører. "

Han forklarer, at når et par lydemitterende enheder skaber en stående bølge-det vil sige, sekvenser af lavamplitudeknudepunkter og antinoder med høj amplitude-det er muligt for faste partikler at blive fanget i knudepunkterne. Det er et trick, som forskere har været i stand til at gøre i årtier. Men Marzo og kolleger har taget den idé til et andet niveau.

"Vores systemer har masser af små højttalere, der alle udsender med samme amplitude og frekvens, "siger han." Vi konstruerer omhyggeligt deres faser for at få dem til at skabe interferensmønstre med de former, vi ønsker. "Grundlæggende, hvad de skaber er et akustisk hologram-en tredimensionel form lavet af lyd, som kan skubbe en fast genstand fra høje områder til mere støjsvage.

Marzo og andre forskere, i samarbejde med et firma kaldet Ultrahaptics, brugte dette koncept til at skabe den første akustiske traktorbjælke nogensinde, som de beskrev i denne artikel fra 2015 i tidsskriftet Nature.

"Det var ekstremt fedt, men det var komplekst og dyrt, og det var kun os, der kunne køre eksperimenterne, "ultralydsprofessor Bruce Drinkwater skriver i en e -mail." Så, det fik os til at tænke på, kunne vi fjerne denne enhed til det væsentlige og designe en traktorbjælke, der kunne laves for under £ 100? Og, fra papiret, du kan se, at vi opnåede dette. "Det beløb er omkring $ 122.

Marzo er også begejstret for tanken om at give konceptet væk, så andre mennesker kan eksperimentere med det. "Jeg tror, ​​jeg vil fortryde det, når jeg sulter uden arbejde, "siger han." Men jeg tror, ​​at der er stor værdi ved at gøre videnskab tilgængelig, så alle kan deltage i det. "

Selvom du måske forestiller dig en kæmpe version af enheden en dag, der trækker skibe eller fanger fjendtlige fly, Marzo siger, at den akustiske traktorbjælkes virkelige potentiale bevæger sig langt mindre ting. Sådan en enhed, for eksempel, kan en dag bruges til at manipulere partikler inde i menneskekroppen - til at lindre smerter fra en nyresten, for eksempel, eller at flytte en kapsel indeholdende et lægemiddel til det rigtige sted i kroppen.

"Dette er muligt, da lyd bevæger sig endnu bedre gennem vand eller vores kroppe end gennem luft, "Siger Marzo.

Den akustiske traktorbjælke kan have fremstillingsapplikationer. "Jeg er ret begejstret for tanken om en kontaktløs produktionslinje, "Drinkwater siger." Her forestiller jeg mig, at objekt (sandsynligvis lille) samles uden kontakt. Dette kan have applikationer inden for lægemidler eller elektronik, hvor det virkelig er vigtigt at undgå forurening. "

Og Marzo forestiller sig også en endnu mere blændende mulighed. Da fremtidige versioner af teknologien en dag muliggør individuel levitation af tusinder af partikler ad gangen, det kan føre til udvikling af 3D-digitale skærme ", hvor hver pixel er lavet af en svævende partikel, " han siger.

NASA har arbejdet et stykke tid på en traktorbjælke, der bruger lys.