Des chercheurs de l’Université du Minnesota ont développé un nouveau moyen plus efficace de déplacer des objets sans les toucher physiquement – en utilisant un émetteur d’ultrasons et une approche métamatérielle qui, selon eux, pourraient évoluer pour permettre son utilisation dans la fabrication et d’autres projets de robotique.
“Nous savons depuis un certain temps que les ondes, la lumière et le son peuvent manipuler des objets. Ce qui distingue notre recherche, c’est que nous pouvons manipuler et piéger des objets beaucoup plus gros si nous faisons de leur surface une surface métamatérielle, ou une ‘métasurface'”, explique Ognjen. Ilic, auteur principal de l’étude et professeur de génie mécanique. “Lorsque nous plaçons ces minuscules motifs sur la surface des objets, nous pouvons essentiellement réfléchir le son dans la direction que nous voulons. Et ce faisant, nous pouvons contrôler la force acoustique qui s’exerce sur un objet.”
Comparé à la technologie du faisceau tracteur trouvée dans la franchise de science-fiction bien-aimée Star Trek, le système de manipulation sans contact de l’équipe permet un mouvement bidirectionnel – non seulement en éloignant les objets de l’émetteur, mais en étant également capable de les inverser et de les tirer vers l’émetteur. L’astuce : des motifs de sous-longueur d’onde gravés dans la surface de l’objet, qui modifient ses interactions avec les ondes sonores ultrasonores provenant de l’émetteur.
“La manipulation sans contact est un domaine de recherche brûlant en optique et en électromagnétisme, mais cette recherche propose une autre méthode d’actionnement sans contact qui offre des avantages que d’autres méthodes n’ont peut-être pas”, déclare le premier auteur Matthew Stein. “De plus, en dehors des applications que cette recherche permet, élargir nos connaissances en physique est juste une chose très excitante à faire en général!”
Les surfaces gravées permettent aux objets d’être “dirigés” – et même tirés vers un émetteur. (????: Stein et al)
“Dans de nombreux domaines de la science et de l’ingénierie, la robotique en particulier, il est nécessaire de déplacer des objets, de transférer un signal dans une sorte de mouvement contrôlé”, ajoute Ilic. “Souvent, cela se fait par des attaches physiques ou en devant transporter une source d’énergie pour pouvoir effectuer une tâche. Je pense que nous allons dans une nouvelle direction ici et montrons que sans contact physique, nous pouvons déplacer des objets, et que le mouvement peut être contrôlé simplement en programmant ce qui se trouve à la surface de cet objet. Cela nous donne un nouveau mécanisme pour actionner les choses sans contact.
Les travaux de l’équipe ont été publiés en libre accès dans la revue Communication Nature.
