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Artículo publicado el 27 de octubre de 2015 en la Universidad de Bristol

Un equipo de investigadores de las Universidades de Bristol y Sussex, en colaboración con Ultrahaptics, ha construido el primer rayo tractor acústico del mundo, que puede elevar y mover objetos usando ondas de sonido.

Los rayos tractores son unos misteriosos haces que pueden capturar y elevar objetos. La idea ha sido usada por escritores de ciencia-ficción, y en series como Star Trek, pero también ha llegado a fascinar a científicos e ingenieros. Los investigadores han construido ahora un rayo tractor que usa ondas de sonido de gran amplitud para generar un holograma acústico que puede agarrar y mover pequeños objetos.

Rayo tractor de la USS Enterprise

Rayo Tractor de la USS Enterprise

La técnica, publicada en Nature Communications, podría desarrollarse para un amplio rango de aplicaciones, por ejemplo, una línea de producción acústica podría transportar objetos delicados y ensamblarlos, todo ello sin contacto físico. Por otra parte, una versión en miniatura podría agarrar y transportar cápsulas con medicamentos, o instrumentos de microcirugía, a través del tejido vivo.

Asier Marzo, estudiante de doctorado y autor principal, explica: “Fue una experiencia increíble la primera vez que vimos que el objeto se mantenía en su sitio gracias al rayo tractor. Todo mi duro trabajo había tenido recompensa, es brillante”.

Bruce Drinkwater, Profesor de Ultrasonidos en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Bristol, añade: “Todos sabíamos que las ondas de sonido pueden tener un efecto físico. Pero aquí hemos logrado controlar el sonido a un nivel que nadie había conseguido anteriormente”.

Sriram Subramanian, Profesor de Informática en la Universidad de Sussex y cofundador de Ultrahaptics, explica: “En nuestro dispositivo manipulamos objetos en el aire y, aparentemente, desafiando a la gravedad. Controlamos individualmente docenas de altavoces para crear una solución óptima y generar un holograma acústico que puede manipular múltiples objetos en tiempo real sin tocarlos”.

Los investigadores usaron un conjunto de 64 altavoces en miniatura para crear ondas de sonido de tono e intensidad muy altas. El rayo tractor funciona rodeando al objeto con sonido de alta intensidad, y esto crea un campo de fuerza que mantiene al objeto en su lugar. Controlando cuidadosamente la emisión de los altavoces, el objeto puede mantenerse inmóvil, moverse, o rotarse.

El equipo ha demostrado que tres formas diferentes de campos de fuerza acústica funcionan como rayos tractores. El primero es un campo de fuerza acústica que recuerda a un par de dedos, o pinzas. El segundo es un vórtice acústico, el objeto queda fijado y luego atrapado en el núcleo, y el tercero se describe como una jaula de alta intensidad que rodea al objeto y lo mantiene en su sitio.

Anteriores trabajos sobre estudios acústicos tenían que rodear el objeto con altavoces, lo que limita la extensión del movimiento y restringe muchas aplicaciones. El año pasado, la Universidad de Dundee presentó la idea de un rayo tractor, pero ningún objeto se mantuvo dentro del haz.

Artículo re referencia

Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects‘ por Asier Marzo, Sue Ann Seah, Bruce W. Drinkwater, Deepak Ranjan Sahoo, Benjamin Long y Sriram Subramanian, publicado en Nature Communications.

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