20Un team di ricercatori dell’Università del Minnesota Twin Cities ha scoperto un modo per manipolare gli oggetti utilizzando le onde ultrasoniche, aprendo la strada al movimento senza contatto in settori come la produzione e la robotica, senza la necessità di una fonte di alimentazione interna.
Sebbene sia già stato dimostrato che è possibile spostare oggetti senza toccarli, utilizzando luce e suono, la verità è che gli oggetti in queste ricerche erano sempre più piccoli della lunghezza d’onda del suono o della luce, nell’ordine di millimetri a nanometri, rispettivamente.
In questo nuovo studio, recentemente pubblicato su Nature Communications, il team dell’Università del Minnesota ha sviluppato un metodo per spostare oggetti più grandi utilizzando i principi della fisica metamateriale.
La ricerca
I metamateriali sono materiali progettati per interagire con le onde, come la luce e il suono. Posizionando uno schema metamateriale sulla superficie di un oggetto, i ricercatori sono stati in grado di utilizzare il suono per dirigerlo in una certa direzione, senza toccarlo. “Sappiamo da tempo che le onde, la luce e il suono possono manipolare gli oggetti. Ciò che distingue la nostra ricerca è che possiamo manipolare oggetti molto più grandi se trasformiamo la loro superficie in una superficie metamateriale o in una ‘meta-superficie’“, ha affermato Ognjen Ilic, autore senior dello studio e professore all’Università del Minnesota. “Quando mettiamo questi piccoli motivi sulla superficie degli oggetti, possiamo riflettere il suono in qualsiasi direzione. In questo modo, possiamo controllare la forza acustica che viene esercitata su un oggetto”.
Attraverso questa tecnica, gli investigatori possono far avanzare un oggetto o attirarlo verso una fonte. Questo metodo potrebbe rivelarsi utile per spostare oggetti in campi come la produzione o la robotica. “La manipolazione senza contatto è un’area calda della ricerca in ottica ed elettromagnetismo, ma questa ricerca propone un altro metodo di attuazione senza contatto che offre vantaggi che altri metodi potrebbero non avere“, ha affermato Matthew Stein, primo autore dell’articolo.
Sebbene questo studio sia una dimostrazione del concetto, i ricercatori intendono testare in futuro frequenze d’onda più elevate e diversi materiali e dimensioni degli oggetti. “In molti campi della scienza e dell’ingegneria, in particolare la robotica, è necessario spostare le cose, trasferire un segnale in una sorta di movimento controllato“, ha affermato Ognjen Ilic. “Molte volte questo viene fatto attraverso vincoli fisici o dovendo portare con sé una fonte di energia per poter svolgere un compito. Penso che qui stiamo tracciando una nuova direzione e mostrando che, senza contatto fisico, possiamo spostare gli oggetti e che il movimento può essere controllato semplicemente programmando ciò che si trova sulla superficie di quell’oggetto“, ha concluso.
