Американські інженери створили на основі африканського музичного інструменту калімба пристрій, що дозволяє вимірювати щільність рідини з точністю 0,012 грама на мілілітр. Цей пристрій можна використовувати для виявлення забрудненої води або виявлення токсичних рідин, розповідають автори в журналі.
Калімба являє собою музичний інструмент, що складається з дерев'яної пластини або полого дерев'яного резонатора, на якому за допомогою двох металевих труб або пластин закріплені металеві язички різної довжини і ширини. Для вилучення звуку з калімби язичок відгинають або навпаки натискають і відпускають. Висота тону залежить від частоти коливань кожного язика, яка в свою чергу обумовлена п'ятьма параметрами, в тому числі розміром язичка і його щільністю.
Вільям Гровер (William Grover) і його колеги з Каліфорнійського університету в Ріверсайді знайшли спосіб використовувати цю властивість для вимірювання щільності рідин. Для цього вони модифікували калімбу, залишивши вихідну конструкцію кріплення язичків, але замінивши самі язички на полую металеву трубку, яка вигнута посередині і закріплена обома кінцями. Принцип дії приладу заснований на тому, що при вливанні в трубку рідини загальна щільність язичка змінюється, що призводить до зміни висоти звуку. Оскільки всі параметри, що впливають на звук, крім щільності, відомі і не змінюються, для калібрування інструмента потрібно провести кілька вимірювань частоти з розташованими всередині рідинами відомої щільності.
Інженери провели тести на декількох розчинах солі (NaCl) з різними концентраціями. Завдяки цьому вони отримали калібрувальну постійну, що дозволяє розраховувати щільність матеріалу, що знаходиться в трубці, за частотою звуку. Розробники створили сайт, на якому користувач може завантажити аудіозаписи звучання калімби з рідиною в трубці і отримати розраховане значення щільності.
Як приклад використання інструменту інженери показали, що з його допомогою можна розрізняти зовні схожі гліцерин і токсичний для людини діетиленгліколь. Крім того, дослідники відзначають, що за висотою звуку можна дуже точно вимірювати довжину самої трубки. Вони не проводили експериментальну перевірку, але розрахунки показали, що точність вимірювання за допомогою створеної ними калімби може досягати 24 мікрометрів, що можна порівняти розмірами клітин крові. У майбутньому вчені мають намір створити на базі цього ефекту і надточну лінійку.
Раніше корейські інженери навчили смартфон розпізнавати предмети за звуком, що виникає при зіткненні з ними. Розробники запропонували використовувати це для запуску відповідних функцій і додатків, наприклад, фітнес-трекера при стуці про велосипед.