science >> Wetenschap >  >> Fysica

Voorwerpen laten zweven door geluid in de lucht ondanks interferentie

Realtime akoestische holografie met willekeurige verstrooiende oppervlakken. (A) Schematisch concept van onze akoestische holografische techniek die meerdere levitatievallen kan creëren in de aanwezigheid van geluidsverstrooiende fysieke objecten. Pmax vertegenwoordigt de maximale amplitude van de druk in het geluidsveld. (B) Experimenteel voorbeeld van onze techniek die vier deeltjes kan laten zweven met een projectiescherm (d.w.z. een stuk lichte stof), wat een MR-display demonstreert dat digitale inhoud creëert in de aanwezigheid van een 3D-geprint fysiek object. De hoge rekensnelheden van onze aanpak zorgen ervoor dat de digitale inhoud interactief is voor gebruikersinvoer (d.w.z. het zwevende scherm beweegt volgens de toetsenbordinvoer). Krediet:Wetenschappelijke vooruitgang (2022). DOI:10.1126/sciadv.abn7614

Een team van onderzoekers van het University College London heeft een manier ontwikkeld om objecten te laten zweven door geluidsgolven in de lucht wanneer andere objecten het levitatiepad verstoren. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances , beschrijft de groep hun zelfcorrigerende levitatiesysteem.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het mogelijk is om objecten te laten zweven door er geluidsgolven op af te vuren. Omdat geluidsgolven niets meer zijn dan luchtdeeltjes die op een bepaalde manier naar elkaar toe bewegen, zal het te zweven object vallen als een object interfereert met de geluidsgolven. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers nieuwe functies ontwikkeld om dit probleem aan te pakken.

Credit:Wetenschapsvooruitgang (2022). DOI:10.1126/sciadv.abn7614

Om de geluidsgolven tegen interferentie te beschermen, verhoogden de onderzoekers het aantal gebruikte luidsprekers - in hun werk gebruikten ze 256. Ze voegden ook software toe om elk van de luidsprekers te bedienen. De luidsprekers waren gerangschikt in een raster en objecten werden zwevend gehouden door speciaal gevormde geluidsgolven. Door de luidsprekers op specifieke manieren te programmeren, kon het team het systeem laten samenwerken om ondanks onderbrekingen een object boven het raster in de lucht te houden. Als sommige geluidsgolven werden geblokkeerd, werden andere geluidsgolven omgeleid om hun plaats in te nemen.

De onderzoekers bewezen dat hun systeem levensvatbaar was door het te testen met een 3D-geprint wit konijn als interferentie-object. Objecten werden rond het konijn gezweefd, ongeacht de locatie. In één experiment lieten de onderzoekers kralen rond het konijn zweven dat zich tot een vliegende vlinder vormde. Ze lieten ook een stuk doorzichtige stof zweven dat ze gebruikten als scherm voor de projectie van het konijn dat ze hadden geprint. En ze lieten een enkele druppel water boven een glas water zweven, wat aantoont dat hun systeem zou werken, zelfs als het storende object een rinkelend glas vloeistof was.

Deze video toont de creatie van een vlinder die fladdert rond een 3D-geprint konijntje, dat kan worden bestuurd met handgebaren. Krediet:Wetenschappelijke vooruitgang (2022). DOI:10.1126/sciadv.abn7614

De onderzoekers suggereren dat hun systeem kan worden gebruikt voor demonstratiedoeleinden, zoals in musea of ​​advertenties. Vervolgens zijn ze van plan hun systeem uit te breiden zodat het meerdere storende objecten tegelijkertijd kan verwerken. + Verder verkennen

Geluidsgolven gebruiken om de rotatiedynamiek van inertiële clusteringobjecten met veel deeltjes te modelleren

© 2022 Science X Network