Un groupe de scientifiques du Royaume-Uni et d’Espagne a construit le premier faisceau tracteur acoustique au monde.
Les hologrammes sont des champs lumineux en 3D qui peuvent être projetés à partir d’une surface en 2D. Asier Marzo de l’Université de Bristol et de l’Université publique de Navarre et ses collègues ont créé des hologrammes acoustiques avec des formes telles que des pinces, des torsades et des cages qui exercent des forces sur les particules pour les faire léviter et les manipuler. Crédit image : Asier Marzo / Bruce Drinkwater / Sriram Subramanian.
“C’était une expérience incroyable la première fois que nous avons vu l’objet maintenu en place par le rayon tracteur. Tout mon travail acharné a porté ses fruits, c’est génial”, a déclaré Asier Marzo de l’Université de Bristol et de l’Université publique de Navarre, membre de l’équipe et premier auteur d’un article paru dans le journal Nature Communications.
Le rayon tracteur créé par Marzo et ses collègues utilise des ondes sonores de haute amplitude pour générer un hologramme acoustique qui peut capter et déplacer de petits objets.
“Nous savons tous que les ondes sonores peuvent avoir un effet physique”, a expliqué le co-auteur, le professeur Bruce Drinkwater de l’Université de Bristol.
“Mais ici, nous avons réussi à contrôler le son à un degré jamais atteint auparavant”.
“Dans notre dispositif, nous manipulons des objets en l’air et semblons défier la gravité. Ici, nous contrôlons individuellement des dizaines de haut-parleurs pour nous indiquer une solution optimale pour générer un hologramme acoustique capable de manipuler plusieurs objets en temps réel sans contact”, a ajouté le co-auteur, le professeur Sriram Subramanian de l’Université du Sussex et d’Ultrahaptics Ltd.
L’équipe a utilisé un réseau de 64 haut-parleurs miniatures (pilotés à 40Khz avec 15Vpp ; l’ensemble du système consomme 9 Watts de puissance) pour créer des ondes sonores aiguës et de haute intensité afin de faire léviter une bille sphérique (jusqu’à 4 mm de diamètre) en polystyrène expansé.
Le rayon tracteur fonctionne en entourant l’objet d’un son de haute intensité, ce qui crée un champ de force qui maintient les objets en place.
En contrôlant soigneusement la puissance des haut-parleurs, l’objet peut être maintenu en place, déplacé ou tourné.
Les chercheurs ont montré que trois formes différentes de champs de force acoustiques fonctionnent comme des rayons tracteurs.
La première est un champ de force acoustique qui ressemble à une paire de doigts ou à une pince à épiler.
Le deuxième est un vortex acoustique, dans lequel les objets sont coincés au centre et le troisième est décrit comme une cage à haute intensité qui entoure les objets et les maintient en place de toutes les directions.
“La technique pourrait être développée pour une large gamme d’applications, par exemple une ligne de production sonique pourrait transporter des objets délicats et les assembler, le tout sans contact physique”, ont déclaré les scientifiques.
“D’autre part, une version miniature pourrait saisir et transporter des capsules de médicaments ou des instruments de microchirurgie à travers des tissus vivants.”
Marzo et ses co-auteurs conçoivent actuellement différentes variantes de leur système : une version plus grande avec un principe de fonctionnement différent qui vise à faire léviter un ballon de football à une distance de 33 pieds (10 m) ; et une version plus petite, ciblée sur la manipulation de particules à l’intérieur du corps humain.
