طور مهندسون يابانيون طريقة لرفع الأجسام الصغيرة، ومعالجتها باستخدام الموجات الصوتية؛ وذلك بعد اكتشافهم كيفية التقاط الأشياء من الأسطح العاكسة باستخدام الرفع الصوتي.
وتعد الهندسة الطبية الحيوية وتكنولوجيا النانو وتطوير المستحضرات الصيدلانية، ضمن بعض المجالات التي من المحتمل أن يكون فيها التعامل مع الأشياء دون لمسها مفيداً حقاً. ويمكن فعل ذلك باستخدام تقنية تُسمى الملاقط الضوئية، والتي تستخدم الليزر لتوليد ضغط إشعاع يكفي لرفع وتحريك الجزيئات الصغيرة للغاية.
ويوجد لدى الملاقط الصوتية - حيث يمكن استخدام الضغط الناتج عن الموجات الصوتية لتحريك الجزيئات - القدرة على أن تكون أداة أكثر قوة. ويمكن استخدامها لمعالجة نطاق أوسع من المواد، وبأحجام أكبر - حتى مقياس المليمتر.
ومع ذلك، على الرغم من اكتشافها لأول مرة في الثمانينات، فإن هناك قيوداً كبيرة تعيق استخدام الملاقط الصوتية في التطبيقات العملية الواسعة. وللبدء، تحتاج إلى «مصيدة» موثوقة تتكون من موجات صوتية. ويمكن استخدام المصفوفات نصف الكروية من المحولات الصوتية لإنشاء مصيدة الصوت، ولكن التحكم فيها في الوقت الفعلي أمر صعب؛ نظراً لأنك تحتاج إلى إنشاء مجال الصوت المناسب فقط لرفع كائن ونقله بعيداً عن المحولات. ويصبح الأمر أكثر صعوبة إذا كان هناك سطح يعكس الصوت، لأن هذا يمكن أن يعقد مجال الصوت.
واكتشف المهندسان شوتا كوندو وكان أوكوبو، من جامعة طوكيو في اليابان، كيفية بناء مصفوفة صوتية نصف كروية يمكنها رفع كرة بوليسترين يبلغ قطرها 3 مم من سطح عاكس. وكتبوا في ورقتهم البحثية: «نقترح مجموعة محولات طاقة فوق صوتية نصف كروية متعددة القنوات لالتقاط عدم الاتصال على مرحلة صلبة مع الانعكاس».
وتعتمد تقنيتهم على تقسيم مجموعة المحولات إلى كتل، والتي يمكن التحكم فيها أكثر من محاولة التحكم في المحولات بشكل فردي. وبعد ذلك، استخدموا مرشحاً معكوساً لإعادة إنتاج الأصوات بناء على شكل الموجة الصوتية. ويساعد هذا في تحسين الطور والسعة لكل قناة محول لإنتاج المجال الصوتي المطلوب. وأظهرت المحاكاة ثلاثية الأبعاد كيف وأين تم إنشاء الحقل باستخدام هذه التقنيات.
ويمثل العمل خطوة إلى الأمام؛ حيث لم يتم إجراء الالتقاط من دون تلامس من سطح عاكس من قبل. وكتب الباحثون: «في الدراسات المستقبلية، سيتم تحسين متانة الطريقة المقترحة من أجل الاستخدام العملي لالتقاط عدم الاتصال».
