This post is also available in:
English (אנגלית)
חוקרים מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון חשפו מטא-חומר אקוסטי חדש המסוגל לנוע ולסובב אובייקטים מתחת למים – ללא כל מגע פיזי. החידוש משתמש רק בגלי קול כדי להפעיל כוח, ומציע שיטה מדויקת ולא פולשנית של שליטה שיכולה לעצב מחדש את האופן שמתבצעות פעולות מתחת למים ופרוצדורות רפואיות כאחד.
בליבה של התפתחות נמצא משטח שעוצב במיוחד עם תבניות בעלת מבנה מיקרוסקופי משונן. על פי Interesting Engineering, כאשר גלי קול ממקורות מרובים פוגעים בפני השטח של משטח זה, הם משתקפים בכיוונים מבוקרים. זה יוצר קרינה אקוסטית שניתן לשלוט על כיוונה, החזקה מספיק כדי להזיז או לסובב אובייקטים צפים או שקועים.
הטכנולוגיה פועלת ללא רכיבים מכניים או חיבור חוטי. עצמים יכולים להיות מוזזים מרחוק במים, פשוט על ידי התאמת הכיוון והעוצמה של גלי הקול. החוקרים הדגימו שליטה מלאה על התנועה – כולל תנועה לינארית וסיבוב – על ידי הצמדת חומר-על זה לאובייקטים שבחנו.
הפוטנציאל של המערכת הוא רחב. בהנדסה תת-מימית, היא יכולה לאפשר הרכבה ללא מגע של מבנים או רכיבים בסביבות עדינות מדי או מסוכנות עבור כלים מסורתיים. ברפואה, אותם עקרונות יכולים יום אחד לאפשר החדרה לא פולשנית של תרופות או אפילו ניתוח מרחוק באמצעות הנחייה של מכשירים קטנים או חלקיקים בתוך הגוף ע"י קול.
יצירת חומר עם תכונות אקוסטיות נכונות ופרטים מבניים עדינים היה אתגר. שיטות הייצור הקיימות חסרו את הרזולוציה הדרושה או שהיו יקרות מדי לשימוש מעשי. כדי להתמודד עם זה, צוות המחקר פיתח תהליך ייצור המספק הן דיוק גבוה והן מחיר סביר, תוך הבטחת ניגוד אקוסטי חזק עם המים – נכס חיוני עבור שליטה יעילה מתחת למים.
פיתוח זה מתבסס על התעניינות גוברת במטא-חומרים אקוסטיים, שיכולים לשלוט בגלים בדרכים שחומרים קונבנציונליים לא יכולים. בניגוד לרובוטיקה קונבנציונלית, המסתמכת על מגע ישיר ותנועה מכנית, גישה מבוססת קול זו פותחת אפשרויות למניפולציה מרוחקת ונטולת נזקים בסביבות מוגבלות או רגישות.
בעוד שהטכנולוגיה עדיין בשלב ניסויי, היא מראה הבטחה עבור הדור הבא של מערכות תת-ימיות. המחקר הוצג בכנס ה-188 המשותף של האגודה האקוסטית של אמריקה והקונגרס הבינלאומי ה-25 לאקוסטיקה.
