科学家最近开发了一种“全息声波”技术,很像科幻电影《星际迷航》中的牵引波束,可以捕捉和控制半空中的物体。

全息声学技术专注于用高强度声波以类似人手的方式捕捉、提升和移动小物体,其精度相当于使用镊子。尽管这项技术要强大到足以在科幻电影《星际迷航》中瞬间移动物体还需要很长时间,但它可以完全改变一些微操作,比如组装电子元件、运输药物或外科手术。

令科幻迷遗憾的是,这项技术不太可能用于太空环境,因为声波不能在真空环境中传播。然而,声学版本的“牵引波束”在地球上被广泛使用。研究人员使用十多个微型超声波扬声器在空气中创造出“全息声波”。这项技术使他们能够产生各种形状的声波,以不同的方式操纵物体。例如,研究人员可以将声波塑造成一对手指或镊子,抓住小珠子,形成涡流牵引来移动物体,或者形成笼状声波来固定半空中的物体。

英国苏塞克斯大学的Sriram Subramanian是超触觉声学技术公司的创始人之一,该公司负责开发“全息声波”技术。subramanian指出,我们的全息声波技术可以控制半空中的物体,并“挑战”重力。我们独立控制数十个扬声器,可以最佳地产生全息声波,并实时控制各种目标,无需接触。

在《星际迷航》中,企业号的船员使用牵引光束来接收和移动太空中的物体。对于“拖梁”的真实版本,研究人员使用一组64个扬声器来产生高强度声波,实质上是在物体周围形成一个力场。通过仔细控制扬声器的音量,珠子可以被提起、保持静止、移动或旋转。它甚至可以同时移动多个小珠子。

与以往的声波使用方法不同,被测物体目前不需要环绕扬声器。通过将声波聚焦在不同的点,一组扬声器将被用来形成全息声波。英国布里斯托尔大学的超声波研究员布鲁斯·林克沃特教授强调说,我们都知道声波有一定的物理效应,但我们从未如此精确地控制物体在空中移动。

研究人员指出,这种设备可以用来在装配线上运输精密零件,而不接触身体。同时,它还能抓取和运输药物胶囊,引导它们到正确的位置或在活组织中进行显微手术。目前,最新的研究报告发表在最近出版的《自然通讯》杂志上。