東大新發現:聲波控物懸浮半空中

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【大紀元2014年01月09日訊】(大紀元記者蕭軒編譯報導)東京的研究人員已證明能使用超聲駐波(ultrasonic standing waves)來固定和移動一小片木頭、金屬和水,這種懸浮技術的發現替未來的操控裝置開啟了一扇新窗。

美國國家公共廣播電台(NPR)報導,幾十年前研究人員就曾做過利用聲波使物體停駐空中的實驗,不過當時太仰賴於一排可從硬物表面反彈聲波的喇叭。新的實驗利用4個喇叭環繞一個21吋寬的四方形開放空間。研究人員在影片中解釋,四相控陣(four phased arrays)可利用駐波在這個空間中產生一個超聲焦點。

換言之,他們製造了一個「暫停」的力量,可以將粒子和物品固定在半空中。藉由聲波的控制,這些物品也能被拖曳。

影片中,不同的物件放置於試驗區,從水滴到小型塑膠和金屬機械零件,還有一段長3公分的火柴棍。這項裝置利用頻率40千赫的聲波,超出人類聽覺20千赫的上限。

上個月,他們提交一份研究報告給康奈爾大學維護的科學發佈網站arXiv,而使東京大學的實驗影片:三維空中聲控「聲懸浮」(Three-Dimensional Mid-Air Acoustic Manipulation [Acoustic Levitation])更廣為人知。

研究人員描述其工作時說:「我們的操作系統有兩個原創的特色。第一,超聲波束是有方向性的,因為產生力的作用是朝向中心。其次,其操作原則是藉由局部駐波產生一種力量,可在測試區範圍內使物體產生三維空間的移動。」

日本研究人員落合陽一(Yoichi Ochiai)、星貴之(Takayuki Hoshi)和暦本純一(Jun Rekimoto)表示,他們正設法移動更大的物體。他們也將這項研究視為在低重力環境中移動物體的潛力裝置,例如在外太空或衛星軌道。「這項在正常重力環境下懸浮物體的方法,提供了在低重力環境下處理物體的發展可能性。」

(責任編輯:張東光)

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