北京
当一个设备小到连电池或电机都放不下时，会发生什么？科学家们找到了一种利用声音为微型设备和机器人提供动力并使其移动的方法。
如今，技术越来越聚焦于将电子设备做得更小，因为从医疗到航空航天和安全等许多行业都将从中受益。但缩小设备尺寸带来了一个新挑战：如果它们变得实在太小，以至于无法容纳传统的电池、电机和其他机械部件，该怎么办？
最近，我们报道了一种为无人机充电的创新方法，即从远处将激光对准电池。尽管这种方法非常了不起，但它并没有真正解决为微型设备供电的问题，因为它仍然需要内置电池或能量存储组件。这正是洛桑联邦理工学院工程学院微生物机器人系统实验室的研究人员试图解决的问题。他们找到的答案相当有趣：声音。
不是随便什么声音，而是特指亥姆霍兹共振。简单来说，这与你向瓶口吹气时发生的现象相同。被困在瓶内的空气以特定频率强烈振动——这就是你能听到嗡嗡声的原因。玻璃瓶就是科学家所说的声腔的一个例子。声腔实际上可以是任何中空结构，圆形或钟形，由3D打印塑料、玻璃或类橡胶聚合物制成。
当声波使被困在腔体内的空气振动时，腔体会产生一股集中的向外气流。回流的空气比出去的空气更加分散，这种不平衡产生了推动物体所需的推力。
这并不是科学家第一次使用声音来移动物体。研究人员早已知道如何用声波悬浮物体，但这里有一个重要区别：在之前的实验中，被动物体依赖外部声波来物理推动它们。但在当前的研究中，科学家们找到了一种利用环境声能并将其转化为机械推力的方法——用声音来产生运动。
“我们不是用声波来推动设备，而是制造了声学谐振器，这些谐振器经过调谐，可以利用特定频率的声音来产生定向推力和受控运动，”实验室负责人塞尔曼·萨卡尔解释道。
为了测试这种方法，研究团队首先制造了微型船，每艘船配备三个调谐到不同频率的声腔。这使得研究人员能够通过改变声音频率来激活不同的声腔，从而将船推向特定方向。
研究团队还制造了所谓的微型飞行器——重量仅150微克的超轻微型无人机，每架配备三个微型声腔。这些微型飞行器由超声波频率驱动，这些频率太高，人耳无法听到，并且能够向前移动。
另一种设计将声腔与微型螺旋桨叶片相结合。声腔能够产生足够的力，使叶片以每分钟13000转的速度旋转，这是一个令人印象深刻的高转速。作为对比，普通无人机螺旋桨的转速为每分钟数千转。
未来，这项创新可用于制造无需传统电池和电机即可运行的设备和机器人。它还可能催生具有多个声响应结构的柔性设备，使不同部件能够被不同频率激活并独立运动。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
