Технология используется для продвижения всего, от притягивающих лучей до телефонов с действительно громкой связью.
Ультразвук может сделать намного больше, чем создать изображения еще не рожденных детей. С тех пор как в 1930-х годах он впервые стал почти незаменимым медицинским инструментом, технология, производящая звуковые волны такой высокой частоты, что люди их не слышат, нашла применение почти во всех отраслях промышленности. Вибрации, которые он создает, могут убивать бактерии, сваривать пластмассы и даже способствовать созреванию бренди за считанные дни, а не годы.
Сегодня ультразвук находит применение в еще большем количестве приложений, приводя в действие изобретения, которые могут произвести огромные изменения в своих областях. Вот лишь некоторые из них:
1. Настоящие телефоны с громкой связью
Мы находимся на пороге реальной бесконтактной альтернативы технологии сенсорного экрана. Такие устройства, как Microsoft Kinect, могут определять, где находятся ваши руки, и использовать эту информацию в качестве инструкций. Но поместить руки именно в нужное место, чтобы дать инструкции, которые вы хотите, по-прежнему достаточно сложно, чтобы предотвратить более широкое использование такой системы управления на основе жестов.
Эта статья была изначально опубликована на The Conversation. Прочтите оригинальную статью Эндрю Фини, научного сотрудника в области ультразвука в Уорикском университете.
Одна компания использует ультразвук для эффективного создания невидимых кнопок в воздухе, которые вы можете почувствовать. Массив ультразвуковых передатчиков создает и формирует звуковые волны, чтобы создать небольшие участки силовых ощущений на коже в определенном месте. Таким образом, вместо того, чтобы махать рукой и надеяться, что она в нужном месте, вы сразу узнаете, когда активируете распознавание жестов.
Это может сделать повседневные устройства, такие как смартфоны, полностью водонепроницаемыми, бесконтактными и эффективно реагирующими на окружающую среду. Эту технологию также можно комбинировать с системами виртуальной реальности, чтобы вы могли почувствовать искусственно сгенерированное окружение, что привнесет новое измерение в видеоигры и развлечения.
Ходят слухи, что следующее поколение смартфонов будет использовать ультразвуковое распознавание отпечатков пальцев, поэтому вам даже не нужно прикасаться к телефону, чтобы разблокировать его. Эти телефоны могут даже включать ультразвук для беспроводной зарядки, где энергия ультразвука может быть преобразована в электрическую энергию внутри телефона. Эта энергия будет проецироваться из передающего устройства, хранящегося, например, на стене в вашем доме.
2. Акустические голограммы
Ультразвук долгое время использовался для создания двумерных изображений тела для изучения врачами. Но очень недавней разработкой, которая, вероятно, займет видное место в здравоохранении в будущем, является ультразвуковая акустическая голограмма.
В этом методе ультразвук используется для перемещения микрочастиц в определенной среде для формирования желаемого изображения. Например, проецирование звуковых волн через специально разработанную узорчатую пластину в воду, содержащую пластиковые частицы, приводит к их определенному выравниванию. Исследователи считают, что такого рода акустическую голографию можно использовать для улучшения медицинской визуализации, а также для более точного фокусирования ультразвуковых процедур.
3. Очки для слепых
Другое потенциальное медицинское применение ультразвука - дать слепым людям возможность «видеть» подобно тому, как это делают летучие мыши, используя принцип эхолокации. Вместо того, чтобы обнаруживать отраженные световые волны, чтобы увидеть объекты, летучие мыши посылают ультразвуковые волны и используют отраженный звук, чтобы определить, где находятся предметы. Эти эхо-сигналы могут предоставить информацию о размере и местоположении этого объекта.
Исследователи из Калифорнии создали ультразвуковой шлем, который излучает аналогичные ультразвуковые волны. Затем он преобразует отраженные сигналы в слышимые звуки, которые человеческий мозг может научиться преобразовывать в подробный мысленный образ окружающей среды. Со временем эта технология может стать более практичной и портативной, и, возможно, однажды ее даже включат в специально разработанные очки.
4. Притягивающие лучи
При наличии достаточной мощности можно левитировать объекты с помощью ультразвука только с помощью звуковых волн и перемещать их в разных направлениях, эффективно, как притягивающий луч из научной фантастики. Исследователи из Бристольского университета показали, что, контролируя и фокусируя звуковые волны от массива ультразвуковых источников, можно создать силу, достаточную для того, чтобы поднять над землей объект размером с бусину.
Подъем более крупных объектов, таких как человек, потребует очень высоких уровней мощности, и до конца не изучено, насколько разрушительными могут быть акустические силы для человека. Но эта технология может произвести революцию в ряде медицинских приложений. Например, его можно использовать для перемещения лекарств по телу, чтобы доставить их к клеткам-мишеням.
5. Марсианские сканеры
Ультразвуковая технология уже изучается как инструмент разведки. При высокой мощности ультразвуковые колебания можно использовать для эффективного уплотнения материала, как своего рода дрель, пробивающую себе путь. Это было предложено для использования при поиске подземных месторождений нефти и газа. Ультразвуковая эхолокация также может использоваться в качестве датчика, помогающего дронам избегать препятствий, чтобы их можно было отправить в опасные и труднодоступные места.
Но исследования не ограничиваются планетой Земля. Если люди когда-нибудь посетят Марс, нам потребуются новые способы анализа марсианской среды. Из-за низкой гравитации на Марсе обычные дрели не смогут давить с такой силой, поэтому исследователи изучают, как вместо этого можно использовать ультразвуковые устройства для сбора образцов.
Эта статья была изначально опубликована на The Conversation. Прочтите исходную статью.