超音波が薬、火星探査、さらには携帯電話を変える5つの方法

超音波は、胎児の画像を作成する以上のことができます。 1930年代に最初に不可欠な医療ツールになって以来、人間の耳に聞こえないほど高い音を出す技術は、ほぼすべての産業分野で使用されています。 それが作り出す振動はバクテリアを殺し、プラスチックを溶着し、数年ではなく数日でブランデーを熟成させることさえできます。

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今日、超音波はさらに多くの用途に進出し、分野に大きな変化をもたらす可能性のある発明を推進しています。 それらのほんの一部を次に示します。

1.本当にハンズフリーの電話

私たちは、タッチスクリーン技術の真の非接触型代替品の危機にrinkしています。 Microsoft Kinectなどのデバイスは、ユーザーの現在位置を検出し、その情報を指示として使用できます。 しかし、適切な場所に手を置いて目的の指示を与えることは、この種のジェスチャーベースの制御システムがより広く使用されるのを防ぐのに十分なほど複雑です。

ある会社は、超音波を使用して、空中に目に見えないボタンを効果的に作成しています。 超音波送信機の配列は音波を生成および整形して、特定の場所の皮膚に力覚の小さな領域を作成します。 そのため、手を振り回して正しい位置にあることを期待する代わりに、ジェスチャー認識をアクティブにしたことをすぐに知ることができます。

これにより、スマートフォンなどの日常的なデバイスが完全に防水され、非接触になり、周囲の環境を効果的に認識できるようになります。 このテクノロジーを仮想現実システムと組み合わせて、人工的に生成された環境を感じることができます。これにより、ビデオゲームやエンターテイメントに新しい次元がもたらされます。

次世代のスマートフォンは超音波指紋認識を使用するという噂があるため、ロックを解除するために電話に触れる必要さえありません。 これらの携帯電話は、携帯電話内で超音波エネルギーを電気エネルギーに変換できるワイヤレス充電用に超音波を組み込むこともできます。 このエネルギーは、家の壁などに保管されている送信ユニットから放出されます。

2.音響ホログラム

超音波は、医師が研究するために身体の2次元画像を作成するために長い間使用されてきました。 しかし、将来のヘルスケアで際立って特徴となる可能性が非常に高い最近の開発は、超音波音響ホログラムです。

この技術では、超音波を使用して特定の媒体内の微粒子を移動し、所望の画像を形成します。 たとえば、特別に設計されたパターン化されたプレートを介して音波をプラスチック粒子を含む水に投影すると、音波は特定の配列になります。 研究者は、この種の音響ホログラフィを使用して、医療画像を改善するだけでなく、超音波治療の焦点をより良く合わせることができると考えています。

3.視覚障害者用メガネ

超音波の別の潜在的な医療用途は、視覚障害者がエコーロケーションの原理を使用してコウモリが行う方法と同様の方法で「見る」ことを可能にすることです。 反射光波を検出して物体を見るのではなく、コウモリは超音波を送信し、反射音を使用して物事がどこにあるかを判断します。 これらのエコーは、そのオブジェクトのサイズと場所に関する情報を提供できます。

カリフォルニアの研究者は、同様の超音波を送信する超音波ヘルメットを作成しました。 次に、反射された信号を可聴音に変換し、人間の脳はそれを学習して環境の詳細な精神的イメージに処理することができます。 やがて、この技術はより実用的でポータブルになり、おそらく1日でも特別に設計された眼鏡に組み込まれる可能性があります。

4.トラクタービーム

十分なパワーがあれば、超音波で物体を超音波で浮上させ、SFトラクタービームのように異なる方向に動かすことができます。 ブリストル大学の研究者は、超音波源の配列からの音波を制御および集束することにより、ビーズサイズの物体を地面から持ち上げるのに十分な力を作り出すことができることを示しました。

人間などの大きな物体を持ち上げるには、非常に高い電力レベルが必要であり、音響力の損傷が人に与える影響は完全には理解されていません。 しかし、この技術には、さまざまな医療用途に革命を起こす可能性があります。 たとえば、薬物を体中に移動させて薬物を標的細胞に到達させるために使用できます。

5.火星スキャナー

超音波技術は、探査ツールとしてすでに調査されています。 高出力では、超音波振動を使用して、ドリルで穴を開けるような、材料を効率的に圧縮できます。 これは、地下の石油およびガス鉱床の検索での使用が提案されています。 超音波エコーロケーションは、空中ドローンが障害物を避け、到達困難な危険な場所に送信できるようにするセンサーの一種としても使用できます。

しかし、探査は惑星地球に限定されません。 もし人間が火星を訪れるなら、火星の環境を分析する新しい方法が必要です。 火星の重力が低いため、従来のドリルでは大きな力で押し下げることができないため、研究者は超音波装置を使用してサンプルを収集する方法を検討しています。

アンドリュー・フィーニー、ウルウィック大学超音波研究員