Акустична левітація дозволила створити псевдоголографічний дисплей

Британські та іспанські інженери створили псевдоголографічний дисплей, що працює на основі акустичної левітації. У ньому левітує акустично прозора тканина з прикріпленими по краях полістирольними кульками, що виконують роль якорів, утримуваних на своїх місцях ультразвуковими випромінювачами. На тканину можна проектувати зображення, причому при її повороті зображення можна адаптувати відповідним чином, розповідають автори статті, представленої на конференції UIST 2019.


Звук являє собою механічні коливання, що поширюються, через які в певній точці тиск періодично підвищується і знижується. Акустична левітація працює завдяки тому, що інтерференція когерентних акустичних хвиль при певних параметрах може призводити до утворення в повітрі стоячої хвилі. Через це в повітрі утворюються стабільні області з підвищеним і зниженим тиском. Якщо в область зі зниженим тиском помістити легкий і невеликий предмет за розміром порівнянний з довжиною стоячої хвилі, він залишиться в повітрі, незважаючи на силу тяжкості.


На основі цього явища інженери вже давно намагаються розробити різні прикладні пристрої, наприклад, дисплеї. Як правило, в них використовується масив з декількох десятків окремих кульок, які можуть перегруповуватися і збиратися в потрібну форму. Інженери під керівництвом Дієго Мартінеса (Diego Martinez) з Університету Сассекса створили левитуючий екран, в якому кульки використовуються лише в якості підтримуючих елементів, а за висновок інформації відповідає акустично прозорий шматок тканини.

Інженери створили установку для левітації, що складається з двох розташованих навпроти один одного масивів з 16 на 16 ультразвукових випромінювачів. Крім того, в установку входить система для відстеження положень кульок. Як програмне забезпечення автори вибрали вільну систему управління акустичними левітаторами Ultraino, а також дописали до неї плагін. У ньому користувач може вказати форму левитуючого предмета, а також розмітити зразкове розташування кульок і межі, в рамках яких програма може зрушити їх при розрахунку. Крім того, користувач може задати вісь обертання предмета. Після цього програма зробить розрахунок і видасть кінцеву схему, за якою можна вирізати з тканини предмет і приклеїти до нього полістирольні кульки.

Автори показали кілька прикладів роботи системи. На деяких з них шматочок тканини просто обертається, а інші демонстрації були більш інтерактивні. Наприклад, інженери показали, що систему можна використовувати для підвішування в повітрі «нотаток», а також для імітації гри в пінг-понг.

Акустичну левітацію використовують і в інших областях. Наприклад, у 2017 році латвійська компанія показала прототип паяльного апарату для складання мікросхем, в якому чіпи переміщуються по платі за допомогою акустичної левітації, а потім апарат припоює їх до плати за допомогою лазера.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND