L’étude est publiée dans Communication Natureune revue scientifique à comité de lecture en libre accès.

Bien qu’il ait été démontré auparavant que les ondes lumineuses et sonores peuvent manipuler des objets, les objets ont toujours été plus petits que la longueur d’onde du son ou de la lumière, ou de l’ordre du millimètre au nanomètre, respectivement. L’équipe de l’Université du Minnesota a développé une méthode qui peut déplacer des objets plus gros en utilisant les principes de la physique des métamatériaux.

Les métamatériaux sont des matériaux artificiellement conçus pour interagir avec les ondes, comme la lumière et le son. En plaçant un motif métamatériel sur la surface d’un objet, les chercheurs ont pu utiliser le son pour l’orienter dans une certaine direction sans le toucher physiquement.

« Nous savons depuis un certain temps que les ondes, la lumière et le son peuvent manipuler des objets. Ce qui distingue notre recherche, c’est que nous pouvons manipuler et piéger des objets beaucoup plus gros si nous faisons de leur surface une surface métamatérielle, ou une » métasurface «  », a déclaré Ognjen. Ilic, auteur principal de l’étude et professeur adjoint Benjamin Mayhugh au département de génie mécanique de l’Université du Minnesota. « Lorsque nous plaçons ces minuscules motifs sur la surface des objets, nous pouvons essentiellement réfléchir le son dans la direction que nous voulons. Et ce faisant, nous pouvons contrôler la force acoustique qui s’exerce sur un objet. »

En utilisant cette technique, les chercheurs peuvent non seulement déplacer un objet vers l’avant, mais aussi le tirer vers une source, ce qui n’est pas très différent de la technologie du rayon tracteur dans les histoires de science-fiction comme Star Trek.

Leur méthode pourrait s’avérer utile pour déplacer des objets dans des domaines comme la fabrication ou la robotique.

« La manipulation sans contact est un domaine de recherche brûlant en optique et en électromagnétisme, mais cette recherche propose une autre méthode d’actionnement sans contact qui offre des avantages que d’autres méthodes n’ont peut-être pas », a déclaré Matthew Stein, premier auteur de l’article et étudiant diplômé à l’Université. du département de génie mécanique du Minnesota. « De plus, en dehors des applications que cette recherche permet, élargir nos connaissances en physique est juste une chose très excitante à faire en général! »

Bien que cette étude soit davantage une démonstration du concept, les chercheurs visent à tester des fréquences d’ondes plus élevées et différents matériaux et tailles d’objets à l’avenir.

« Dans de nombreux domaines de la science et de l’ingénierie, la robotique en particulier, il est nécessaire de déplacer des objets, de transférer un signal dans une sorte de mouvement contrôlé », a déclaré Ilic. « Souvent, cela se fait par des attaches physiques ou en devant transporter une source d’énergie pour pouvoir effectuer une tâche. Je pense que nous allons dans une nouvelle direction ici et montrons que sans contact physique, nous pouvons déplacer des objets, et que le mouvement peut être contrôlé simplement en programmant ce qui se trouve à la surface de cet objet. Cela nous donne un nouveau mécanisme pour actionner les choses sans contact.

Cette recherche a été soutenue par le Minnesota Robotics Institute et l’Air Force Office of Scientific Research.

En plus d’Ilic et Stein, l’équipe de recherche comprenait Sam Keller, étudiant de premier cycle du Département de génie mécanique de l’Université du Minnesota, et Yujie Luo, étudiant diplômé.

Vidéo : https://youtu.be/61y6CBfyoqI

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université du Minnesota. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.