Los ladrillos Lego impresos en 3D pueden transformar el sonido en hologramas sónicos.
Cualquiera que haya visto Star Wars estará familiarizado con el concepto de holograma óptico (una imagen tridimensional flotando en el aire), aunque la tecnología de la vida real está muy alejada de ello, según un estudio reciente. . No tan avanzado como se muestra en la pantalla.
Un holograma es en realidad un registro de un campo de luz 3D que puede proyectar una copia del original con suficiente luz. (El término holograma puede referirse tanto al medio de grabación como a la proyección resultante. El concepto de holograma se puede aplicar a las ondas sonoras para producir un holograma sónico, aunque esta área de investigación es todavía muy nueva según los científicos que desarrollaron Este nuevo método 10 tecnología del futuro Los fanáticos de Star Trek realmente querrán ver
Los métodos anteriores requerían conjuntos complejos de parlantes y componentes electrónicos de control, pero ahora los investigadores han demostrado cómo hacerlo usando complejos ladrillos de plástico. ondas sonoras de un solo altavoz en formas tridimensionales complejas.
Es una representación por computadora de ondas sonoras que viajan a través de una serie de metamateriales acústicos y toman forma en un patrón, como una letra que pasa a través de otra letra. . ft. array. El patrón es invisible, sólo audible. "Lo que hemos demostrado es que usando estructuras cuidadosamente diseñadas y fabricadas, puedes crear una fuente de sonido muy compleja a partir de una muy simple", dijo Steve. "Es como un holograma", dijo Cuomo. "Lo pones frente a un haz de luz y es un campo sonoro más complejo". Universidad de Duke, Carolina del Norte. "Por lo tanto, no requiere ninguna fuente adicional, simplemente complementa cualquier fuente que necesites. "Ladrillos" de arquitectura Los ladrillos son un llamado metamaterial, una familia de materiales con microestructuras especialmente diseñadas que conducen a propiedades inusuales no encontradas. en la naturaleza El equipo de investigación diseñó 12 tipos diferentes de ladrillos que funcionan eficazmente ralentizando las ondas sonoras a diferentes velocidades.
Los ladrillos se fabrican con una impresora 3D tradicional y se utilizan como píxeles del holograma. un algoritmo mejorado de diseño de hologramas ópticos para determinar los ladrillos necesarios para reproducir el campo de sonido tridimensional deseado.
En un artículo publicado el 14 de octubre en la revista Scientific Reports, los investigadores describen. utilizando este método para crear hologramas de 256 píxeles que combinan un sonido uniforme con Y las ondas sonoras fluctuantes se convierten en un campo sonoro en forma de letra A. Al enfocar la energía del sonido en varios puntos circulares de diferentes tamaños, los científicos crearon otro Holograma como lente holográfica
Enfatizó Cuomo, esta investigación es exploratoria en esta etapa. Sin embargo, Bai Yang, estudiante de doctorado en el laboratorio de Cummer y primer autor del artículo, dijo que este método tiene ventajas obvias. sobre métodos anteriores que dependían de conjuntos de altavoces.
< "Otros métodos consumen mucha energía; requieren circuitos de control y componentes electrónicos bastante complejos", dijo Xie a LiveScience. Dado que el sistema es más complejo, tiende a ser más inestable. "Nuestro método, una vez creado uno, el holograma, que durará mucho tiempo, es muy estable y no consume electricidad", añadió Xie, y dijo que una posible aplicación de la tecnología son los altavoces de audio, en los que está trabajando la oficina de comercialización de la universidad."Los altavoces pueden ofrecer no sólo información de frecuencia y tono, sino también información espacial". Son los parlantes que tocan el violonchelo. Una aplicación potencial es que podríamos usar hologramas para reconstruir mejores escenas acústicas, donde se tiene una sensación más realista de la información espacial del sonido.
Peer Fischer, químico físico del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Stuttgart, Alemania, que no participó en la investigación, dijo que el nuevo enfoque parece prometedor. Su equipo utilizó recientemente bloques de plástico impresos en 3D especialmente diseñados para crear hologramas acústicos a partir de ondas de ultrasonido.
"Esto es particularmente prometedor para la acústica de longitud de onda larga y baja frecuencia porque hace que los elementos del holograma sean muy compactos", dijo a WordsSideKick.com. Su enfoque abrirá interesantes posibilidades para dar forma a los campos sonoros.
Sin embargo, los investigadores también esperan adaptar sus métodos para manipular las ondas de ultrasonido. El ultrasonido tiene una longitud de onda mucho más corta, dijo Cummer, por lo que eso significaría reducir los ladrillos al 1% de su tamaño actual.
Cummer y sus colegas trabajaron con científicos del MIT para crear una primera versión de ladrillos a escala milimétrica con características internas aún más pequeñas.
Los investigadores creen que esto podría conducir a mejores equipos de imágenes por ultrasonido.
Los sistemas actuales utilizan conjuntos de sensores (básicamente altavoces) para producir ondas sonoras controladas con precisión, pero las pequeñas varitas deben conectarse a máquinas más grandes para acomodar sistemas de control complejos. El profesor Xie dijo que los sistemas que utilizan este enfoque pueden ser más compactos.
Algunas startups también están estudiando el uso de ultrasonidos para cargar teléfonos móviles de forma inalámbrica. El profesor Xie dijo que su método podría simplificar enormemente la forma en que se controlan estos sistemas.
Este es un artículo original sobre ciencias de la vida.