جابه‌جایی اشیا بدون استفاده از دست

همه‌گیری کووید-۱۹ بسیاری از کسب‌وکارها را مجبور کرد تا با برقراری حداقل تماس، فعالیت کنند. اگرچه بسیاری از مردم اکنون می‌توانند تحویل بدون برقراری تماس را انتخاب کنند یا از گزینه‌های پرداخت بدون تماس استفاده کنند اما مصرف کنندگان در آینده خواهند توانست واقعاً اقلام خود را بدون نیاز به دست جابجا کنند! محققان دانشگاه مینه‌سوتا روش جدیدی برای جابجایی اجسام بدون دست و با استفاده از امواج فراصوت ایجاد کرده‌اند.

با انجام تحقیقات بیشتر، این رویکرد جدید می‌تواند به طور رایج در صنایع تولیدی و رباتیک مورد استفاده قرار بگیرد به گونه‌ای که دستگاه‌ها برای حرکت نیازی به منبع نیروی داخلی نداشته باشند.

مطالعات پیشین نشان داده است که امواج نور و صدا می‌توانند اجسام را دستکاری کنند. با این حال، این اجسام باید کوچک‌تر از طول موج صوت یا نور باشند. مطالعه حاضر این یافته‌ها را با روش جدیدی که قادر به حرکت اجسام بزرگ‌تر است، گسترش داده است.

این روش بر اساس اصول فیزیک فراماده ایجاد شده است. فرامواد برای تعامل با امواجی مانند نور و صدا طراحی شده‌اند. هنگامی که یک الگوی فراماده روی سطح یک شی قرار دارد، انسان می‌تواند از صدا برای حرکت دادن آن در جهتی خاص بدون تماس با آن استفاده کند.

اوگنجن ایلیچ(Ognjen Ilic) نویسنده ارشد و استادیار دپارتمان مهندسی مکانیک می‌گوید: ما مدتی است می‌دانیم که امواج، نور و صدا می‌توانند اجسام را حرکت دهند. آنچه پژوهش ما را متمایز می‌کند این است که اگر سطح آنها را به صورت یک سطح فراماده یا «فراسطح» بسازیم، می‌توانیم اجسام بسیار بزرگ‌تری را حرکت دهیم و به دام بیاندازیم. زمانی که این الگوهای کوچک را روی سطح اجسام قرار می‌دهیم، می‌توانیم صدا را در هر جهتی که می‌خواهیم منعکس کنیم. و با انجام این کار، می‌توانیم نیروی صوتی اعمال شده بر یک جسم را کنترل کنیم.

این دستگاه شبیه به فناوری‌های فیلم‌های علمی تخیلی مانند «پیشتازان فضا» است.

متیو استاین(Matthew Stein)، نویسنده ارشد این مطالعه و دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه مینه‌سوتا توضیح می‌دهد: دستکاری بدون تماس یک حوزه تحقیقاتی قابل توجه در اپتیک و الکترومغناطیس است، اما این تحقیق روش دیگری را برای حرکت بدون تماس پیشنهاد می‌کند که مزایایی را ارائه می‌دهد که روش‌های دیگر ممکن است نداشته باشند.

این گروه تحقیقاتی قصد دارد این روش را با فرکانس‌های بالاتر اصلاح کند و به آن اجازه دهد روزی مواد و اشیاء با اندازه‌های مختلف را جابجا کنند.

ایلیچ می‌گوید: در بسیاری از زمینه‌های علوم و مهندسی، به ویژه در رباتیک، نیاز به حرکت دادن اشیا و انتقال سیگنال کنترل شده وجود دارد. اغلب این کار از طریق اتصالات فیزیکی یا حمل منبعی از انرژی برای انجام یک کار انجام می‌شود. من فکر می‌کنم که ما در اینجا مسیر جدیدی ترسیم کرده‌ایم و نشان داده‌ایم که بدون تماس فیزیکی، می‌توان اجسام را حرکت داد و این حرکت را به سادگی با برنامه‌ریزی آنچه روی سطح آن جسم است کنترل کرد.