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Sviluppato un sistema a “metasuperfici” che permette di spostare grandi oggetti senza toccarli.
I ricercatori dell’Università del Minnesota Twin Cities hanno sviluppato un nuovo sistema per spostare gli oggetti senza entrare in contatto fisico con essi. La tecnica utilizza onde ultrasoniche che agiscono su “metasuperfici” specializzate per spostare oggetti in varie direzioni. La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Communications, apre le porte all’utilizzo della manipolazione senza contatto in diversi settori come la produzione, la logistica e la robotica.
Sebbene sia stato già dimostrato che la luce e le onde sonore possono manipolare gli oggetti, questi sono sempre stati più piccoli della lunghezza d’onda del suono o della luce, rispettivamente dell’ordine di millimetri o nanometri. Oggi, invece, i ricercatori hanno scoperto un metodo in grado di spostare oggetti più grandi adoperando i principi della fisica metamateriale. I metamateriali sono materiali progettati artificialmente per interagire con le onde, come la luce e il suono. E posizionando un metamateriale sulla superficie di un oggetto, i ricercatori sono stati in grado di utilizzare il suono per guidarlo in una certa direzione senza toccarlo fisicamente.
«Sappiamo da tempo che le onde, la luce e il suono possono manipolare gli oggetti. Ciò che contraddistingue la nostra ricerca è che possiamo manipolare e intrappolare oggetti molto più grandi se trasformiamo la loro superficie in una superficie metamateriale, o una metasuperficie», ha affermato Ognjen Ilic, professore presso il College of Science and Engineering e autore senior dello studio.
Utilizzando questa tecnica, gli scienziati possono non solo spostare un oggetto in avanti, ma anche trascinarlo verso una fonte. «Quando posizioniamo questi minuscoli motivi sulla superficie degli oggetti, possiamo sostanzialmente riflettere il suono in qualsiasi direzione desideriamo. E così facendo, possiamo controllare la forza acustica che viene esercitata su un oggetto», ha aggiunto Benjamin Mayhugh, assistente professore presso il Dipartimento di ingegneria meccanica dell’Università del Minnesota Twin Cities.
Lo studio è più che altro una dimostrazione del concetto, ma in futuro i ricercatori intendono testare frequenze d’onda più elevate, materiali differenti e oggetti di dimensioni diverse. «In molti campi della scienza e dell’ingegneria, in particolare nella robotica, c’è la necessità di muovere gli oggetti, di trasferire un segnale in una sorta di movimento controllato. Spesso questo avviene attraverso legami fisici o dovendo trasportare una fonte di energia per poter eseguire un compito. Credo che qui stiamo tracciando una nuova direzione, dimostrando che senza contatto fisico possiamo muovere gli oggetti e che il movimento può essere controllato semplicemente programmando ciò che si trova sulla superficie dell’oggetto. Questo ci offre un nuovo meccanismo per azionare gli oggetti senza contatto», ha dichiarato Ilic.