Kỹ sư Nhật tìm ra cách nâng vật thể mà không cần chạm

Các kỹ sư từ Đại học Tokyo Metropolitan (Nhật Bản) đã tìm ra phương pháp nâng vật thể từ bề mặt phản xạ sử dụng lực đẩy âm thanh. Dù chưa thực sự ổn định, công nghệ này có thể mở ra khả năng nâng vật thể mà không cần chạm trong tương lai.

Theo ScienceAlert, kỹ sư Shota Kondo và Kan Okubo đã tìm ra cách chế tạo mảng âm thanh hình bán cầu (hemispherical acoustic array) có thể nhấc một quả bóng 3 mm bằng polystyrene khỏi bề mặt phản chiếu.

Công nghệ mới giúp nâng vật thể trong "bẫy âm thanh" mà không cần chạm. Ảnh: TMU.

Trong bài nghiên cứu đăng trên IOP Science, các kỹ sư cho biết đã sử dụng mảng chuyển đổi siêu âm bán cầu đa kênh (multi-channel hemispherical ultrasonic transducer array) để nâng vật thể khỏi bề mặt phản xạ cứng mà không cần chạm vào.

"Pha và biên độ của từng kênh được tối ưu bằng phương pháp tái tạo âm thanh, tạo ra một bẫy âm thanh (acoustic trap) tại vị trí mong muốn rồi nâng vật thể khỏi bề mặt cứng. Theo tìm hiểu của chúng tôi, đây là nghiên cứu đầu tiên về nâng vật thể bằng phương pháp này", báo cáo cho biết.

Sự phát triển của kỹ thuật y sinh, công nghệ nano và dược phẩm đã giúp việc nâng các vật thể không cần chạm trở thành hiện thực. Hiện tại, chúng ta có thể làm được điều này bằng công nghệ nhíp quang học (optical tweezer), sử dụng laser tạo ra bức xạ đủ lớn để nâng và di chuyển các hạt cực nhỏ.

Tuy nhiên từ khi được phát minh vào những năm 1980, nhíp quang học vẫn có một số hạn chế. Để áp dụng công nghệ này, cần tạo ra một cái "bẫy" ổn định từ sóng âm để vây quanh vật thể. Một mảng bán cầu chứa các bộ chuyển đổi âm thanh có thể sử dụng để tạo ra bẫy, nhưng việc điều khiển chúng theo thời gian thực khá khó khăn do cần tạo ra trường âm phù hợp, thậm chí phức tạp hơn nếu bề mặt chứa vật có thể phản xạ âm thanh.

Thiết kế bẫy âm thanh của các nhà nghiên cứu. Ảnh: TMU.

Kỹ thuật của Kondo và Okubo dựa vào việc chia mảng chuyển đổi âm thanh thành những khối, dễ kiểm soát hơn so với điều khiển các bộ chuyển đổi riêng lẻ. Sau đó, họ sử dụng bộ lọc nghịch đảo (inverse filter) để tái tạo âm thanh dựa trên sóng âm, tối ưu pha và biên độ của mỗi kênh chuyển đổi nhằm tạo ra trường âm thanh mong muốn.

Trường âm này có thể di chuyển xung quanh vật thể bị "mắc kẹt" bên trong, giúp các nhà nghiên cứu nhặt được miếng xốp từ bề mặt phản chiếu. Tuy nhiên hiện tại, hệ thống này chưa hoạt động ổn định khi vật thể đôi lúc bị dời khỏi bề mặt áp lực âm thay vì "mắc bẫy".

Dù chưa thực sự ổn định, nghiên cứu từ các kỹ sư Nhật được xem là bước tiến lớn bởi việc "bẫy" và nâng vật thể từ bề mặt phản chiếu chưa từng thực hiện trước đây. "Trong những nghiên cứu tiếp theo, sức mạnh của phương pháp này sẽ được cải tiến để mang khả năng điều khiển vật thể không tiếp xúc vào thực tế", bài báo cho biết.

Dubai tự tạo mưa làm mát thành phố khi nhiệt độ tăng đến 50 độ C Đoạn video ghi lại cảnh những trận mưa như trút nước ở Dubai. Công nghệ làm mưa nhân tạo này có tên gọi "gieo hạt lên mây".

Phúc Thịnh

Theo ScienceAlert