Швейцарские ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны совместно с коллегами из Франции, Австрии и Казахстана научились управлять плавучими объектами за счет звуковых волн. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Physics (NatPhys).
Команда испытала технологию на мячах для пинг-понга, плававших в лабораторном бассейне.
Звуковые волны, излучаемые массивом динамиков на обоих концах резервуара, направляли шарики по заранее определенной траектории, в то время как второй массив микрофонов «слушал» обратную связь, называемую матрицей рассеяния, когда звук отскакивал от движущегося предмета.
Эта матрица рассеяния в сочетании с позиционными данными камеры позволила исследователям в режиме реального времени рассчитать оптимальный импульс звуковых волн, подталкивающих мяч по его траектории.
«Метод основан на законе сохранения импульса, что делает его чрезвычайно простым и универсальным, и именно поэтому он так многообещающ», — уточнили исследователи.
По словам специалистов, технология одинаково хорошо работает с объектами любой формы. Исследователи успешно испробовали способ на такой сложной конструкции, как бумажный цветок лотоса в технике оригами.
После того как ученым удалось направить мяч для пинг-понга, они провели дополнительные эксперименты как со стационарными, так и с движущимися препятствиями, призванными добавить неоднородность системе. Успешное управление мячом вокруг этих рассеивающих объектов продемонстрировало, что формирование импульса волны может хорошо работать даже в динамичных, неконтролируемых средах, таких как человеческое тело.
Авторы открытия считают, что их разработка позволит точно доставлять лекарственные препараты в нужные места организма, что важно при лечении опухолей и других болезней.
Ранее ученые научились точечно высвобождать лекарства из нанокапсул в теле с помощью ультразвука.