Lift-off for verdens første ultralydslevitation, der bøjer rundt om barrierer

Forskere ved University of Sussex er blevet de første i verden til at udvikle teknologi, der kan bøje lydbølger rundt om en forhindring og svæve en genstand over den.

SoundBender, udviklet af professor Sriram Subramanian, Dr. Gianluca Memoli og Dr. Diego Martinez Plasencia ved University of Sussex, er en grænseflade, der er i stand til at producere dynamiske selvbøjende bjælker, der muliggør både levitation af små objekter og taktil feedback omkring en forhindring.

Teknologien, præsenteres på det 31. ACM User Interface Software and Technology Symposium i Berlin på mandag (15. oktober), overvinder to vigtige begrænsninger ved tidligere ultralyds-levitationsopsætninger, som ikke var i stand til at skabe lydfelter af lignende kompleksitet og ikke kunne omgå forhindringer, der lå mellem transducerne og det svævende objekt.

Dr. Memoli, Underviser i nye grænseflader og interaktioner ved University of Sussex, sagde:"Dette er et væsentligt skridt fremad for ultralydslevitation og overvinder en betydelig ulempe, der har hæmmet udviklingen i denne

Mark. Vi har opnået en utrolig dynamisk og responsiv kontrol, så realtidsjusteringer er kun et skridt væk."

Forskere fra University of Sussex overvandt disse udfordringer ved at udvikle et hybridsystem, der kombinerer alsidigheden af ​​fasede arrays af transducere (PAT'er) med præcisionen af ​​akustiske metamaterialer, mens de hjælper med at eliminere begrænsningerne for lydfeltsopløsning og variabilitet hver af de tidligere anvendte tilgange.

Teknologien giver brugerne mulighed for at opleve haptisk feedback ud over en hindring; at svæve rundt om en forhindring og at manipulere ikke-faste genstande, såsom at ændre retningen af ​​et stearinlys flamme.

Med SoundBender, metamaterialet giver en lav modulatorpitch for at hjælpe med at skabe lydfelter med høj rumlig opløsning, mens PAT tilføjer dynamisk amplitude og fasekontrol af feltet.

Dr. Martinez-Plasencia, Underviser i interaktiv grafik ved University of Sussex, sagde:"Vi var tiltrukket af dette projekt på grund af dets ligheder mellem optisk holografi og akustik. projektet har været en fantastisk opdagelsesrejse, hjælper os med at forstå, hvor afgørende det er at have høj rumlig opløsning (dvs. metamaterialet), eller de nødvendige teknikker til at kombinere PAT'er og metamaterialer. Jeg er virkelig glad for, at vi nu kan dele al denne indsigt med resten af ​​samfundet"

Udviklingen åbner op for nyt potentiale inden for ultralydslevitation, som har en klar fordel i forhold til andre levitationsteknikker, fordi den ikke kræver specifikke fysiske egenskaber, såsom magnetisk eller elektrisk, i genstanden, der skal svæves, og kan derfor anvendes på et langt bredere udvalg af materialer, herunder væsker og fødevarer.

Konceptet med selvbøjende bjælker blev oprindeligt brugt i tekniske applikationer, at skjule bygninger mod støj eller beskytte områder mod jordskælv, men det er første gang, det er blevet brugt til akustisk levitation

Hybridsystemet giver mulighed for en række sjove applikationer, herunder nye uddannelsesmæssige oplevelser med museumsudstillinger, forbedrede brætspil med nye niveauer af interaktivitet, potentialet til at lede ønskede lugte fra en diffuser derhen, hvor de er nødvendige, evnen til at kontrollere bevægelse i ikke-faste genstande (såsom tøris eller ild) og potentialet til at synkronisere disse bevægelser til musik.

Professor Sriram Subramanian, Professor i informatik ved University of Sussex og Royal Academy of Engineering (RAEng) Emerging Technologies Chair med speciale i udvikling af nye akustiske grænseflader, sagde:"Efter vores gennembrud, potentialet er nu for en enhed, der kan bøje sig rundt om større genstande, potentielt selvom forhindringen bevæger sig. Vi forfølger også, hvordan man laver enheden bredbånd, så den kan fungere til alle lydfrekvenser. Dette ville tillade, for eksempel, sende musikken fra en radio bag et hjørne eller skabe zoner af stilhed midt på et dansegulv."