Перемещение объектов звуком

10.12.2022

Исследователи Университета Миннесоты открыли новый метод перемещения объектов с помощью ультразвуковых волн. Исследование открывает возможности для использования бесконтактных манипуляций в таких отраслях, как производство и робототехника, где для перемещения устройств не нужен встроенный источник энергии.

Хотя ранее уже было продемонстрировано, что световые и звуковые волны могут манипулировать объектами, последние всегда были меньше длины волны звука или света, не больше миллиметра или даже нескольких нанометров.

Команда Университета Миннесоты разработала метод, позволяющий перемещать более крупные объекты, используя принципы физики метаматериалов.

Метаматериалы - это материалы, которые искусственно созданы для взаимодействия с волнами, такими как свет и звук. Поместив на поверхность объекта узор из метаматериалов, ученые смогли направить звук в определенном направлении, не воздействуя на него физически.

"Мы уже давно знаем, что волны, свет и звук, могут манипулировать объектами. Наше исследование отличается тем, что мы удерживаем гораздо большие объекты, если покрываем их поверхность метаматериалом, или "метаповерхностью", - отметил Огнен Илич, старший автор исследования и доцент кафедры машиностроения Университета Миннесоты. - "Когда мы размещаем эти крошечные узоры на поверхности объектов, мы отражаем звук в любом направлении. При этом мы можем контролировать акустическую силу, действующую на объект".

Используя эту технику, исследователи могут не только перемещать объект вперед, но и притягивать его к источнику звука - не слишком похоже на технологию тракторного луча в научно-фантастических историях, таких как "Звездный путь".

Новый метод востребован для перемещения объектов в таких областях, как производство или робототехника.

Бесконтактное манипулирование является актуальной областью исследований в оптике и электромагнетизме, но в данном исследовании предлагается другой метод бесконтактного управления, который предлагает преимущества, которых нет у других методов.

<< Назад: Феромоны против вредителей посевов 11.12.2022

>> Вперед: Создана наименьшая подвижная форма жизни 10.12.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Дипептиды - мостик между двумя языками жизни 26.09.2025 Истоки генетического кода и его связь с белковыми структурами остаются одной из самых интригующих тем современной биологии. Ученые уже давно пытаются понять, каким образом простые молекулы смогли породить сложнейшие механизмы, лежащие в основе живых систем. Новое исследование, выполненное в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейне, предлагает необычное объяснение: ключевую роль в становлении генетического кода могли сыграть дипептиды - простейшие соединения из двух аминокислот. Ранее эта же группа исследователей реконструировала последовательность появления аминокислот в генетическом коде, основываясь на анализе транспортных РНК. Было выделено три этапа: сначала возникли тирозин, серин и лейцин, которые считаются самыми древними; затем добавились восемь аминокислот, связанных с развитием молекулярного редактирования; а завершили процесс более поздние аминокислоты, значительно расширившие функциональные возможности белковых структур. Такой постепенный рост указывал на усложнение кодирующей системы и на особую роль ферментов синтетаз, контролировавших присоединение аминокислот к тРНК. Новые данные показали, что дипептиды образовывались не случайно, а парами - так называемыми дипептидом и антидипептидом, например AL и LA. "Мы обнаружили нечто необычное в филогенетическом дереве, - отметил профессор Густаво Каэтано-Аноллес. - Большинство таких пар возникало почти одновременно, что указывает на дуальную природу генетического кода". Ученые предполагают, что эти молекулы могли формироваться из комплементарных цепей нуклеиновых кислот и взаимодействовать с первыми синтетазами. Такая организация обеспечивала ранним белкам устойчивость и позволяла работать своеобразному "белковому коду", который существовал параллельно с РНК-кодом. Таким образом, дипептиды могли стать своего рода первыми строительными блоками будущих сложных белковых структур. Филогенетический анализ подтвердил согласованность между тремя независимыми наборами данных: историей белковых доменов, эволюцией транспортных РНК и возникновением дипептидов. Все они продемонстрировали одну и ту же последовательность добавления аминокислот в генетический код. Это свидетельствует о тесной связи между усложнением белковых форм и развитием механизмов кодирования информации. Практическое значение таких открытий трудно переоценить. Генетическая инженерия может использовать эти знания для оптимизации синтеза белков, синтетическая биология - для создания минимальных или искусственных клеток, а биомедицинские исследования - для более глубокого понимания устойчивости и ограничений биологических систем. "Синтетическая биология признает ценность эволюционной перспективы, - подчеркнул Каэтано-Аноллес. - Чтобы вносить значимые изменения, необходимо понимать внутреннюю логику генетического кода".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025