Ultrazvok lahko naredi veliko več kot ustvarjanje slik nerojenih dojenčkov. Ker je prvič postala skoraj nepogrešljivo medicinsko orodje v tridesetih letih prejšnjega stoletja, je tehnologija, ki proizvaja zvočne valove tako visoko, da jih ljudje ne slišijo, našla uporabo v skoraj vseh panogah industrije. Vibracije, ki jih ustvarjajo, lahko ubijejo bakterije, zvarijo plastiko in celo pomagajo pri zorenju žganja v nekaj dneh in ne letih.
Sorodne vsebine
- Ta ročni ultrazvočni optični bralnik je lahko naslednji stetoskop
- Z njenim ultrazvočnim odzivom na Facebooku je Orangutan v živalskem vrtu potrjen, da je noseča
Danes ultrazvok najde vse več aplikacij, ki izumljajo izume, ki bi lahko na svojih področjih naredili ogromne spremembe. Tukaj je le nekaj teh:
1. Resnično prostoročni telefoni
Smo na robu prave brezkontaktne alternative tehnologiji zaslona na dotik. Naprave, kot je Microsoft Kinect, lahko zaznajo, kje ste, in jih uporabijo kot navodila. Toda dajanje rok na točno pravo mesto za dajanje navodil, ki jih želite, je še vedno dovolj zapleteno, da preprečite širšo uporabo takšnega krmilnega sistema, ki temelji na kretnjah.
Eno podjetje uporablja ultrazvok za učinkovito ustvarjanje nevidnih gumbov v zraku, ki jih lahko čutite. Niz ultrazvočnih oddajnikov proizvaja in oblikuje zvočne valove za ustvarjanje majhnih območij občutkov sile na koži na določenem mestu. Torej, namesto da mahnete z roko in upate, da je na pravem mestu, takoj veste, kdaj ste aktivirali prepoznavanje kretnje.
Zaradi tega lahko vsakdanje naprave, kot so pametni telefoni, postanejo popolnoma vodoodporne, brezkontaktne in učinkovito poznajo okolico. Tehnologijo lahko kombinirate tudi s sistemi navidezne resničnosti, da boste lahko začutili svojo umetno ustvarjeno okolico, kar bi prineslo novo dimenzijo video igram in zabavi.
Pojavljajo se govorice, da bo naslednja generacija pametnih telefonov uporabljala ultrazvočno prepoznavanje prstnih odtisov, tako da vam ni treba niti dotikati telefona, da bi ga odklenili. Ti telefoni bi lahko celo vključevali ultrazvok za brezžično polnjenje, kjer se lahko ultrazvočna energija pretvori v električno energijo v telefonu. Ta energija bi bila projicirana iz oddajne enote, ki je na primer shranjena na steni vaše hiše.
2. Akustični hologrami
Ultrazvok se že dolgo uporablja za ustvarjanje dvodimenzionalnih slik telesa, ki jih zdravniki preučujejo. Toda zelo nedaven razvoj, ki bo v prihodnosti verjetno pomemben v zdravstvu, je ultrazvočni akustični hologram.
V tej tehniki se ultrazvok uporablja za premikanje mikro delcev v določenem mediju, da nastane želena slika. Na primer, projiciranje zvočnih valov skozi posebej oblikovano vzorčasto ploščo v vodo, ki vsebuje plastične delce, jih prisili v določeno poravnavo. Raziskovalci menijo, da bi tovrstno akustično holografijo lahko uporabili za izboljšanje medicinskega slikanja, pa tudi za boljše usmerjanje ultrazvočnega zdravljenja.
3. Očala za slepe
Druga potencialna medicinska uporaba ultrazvoka je omogočiti slepim ljudem, da "vidijo" na podoben način kot netopirji po načelu eholokacije. Netopirji namesto zaznavanja odsevanih svetlobnih valov za prikaz predmetov oddajajo ultrazvočne valove in uporabljajo odsevni zvok, da ugotovijo, kje so stvari. Ti odmevi lahko dajo informacije o velikosti in lokaciji predmeta.
Raziskovalci v Kaliforniji so ustvarili ultrazvočno čelado, ki oddaja podobne ultrazvočne valove. Nato odbijene signale pretvori v slišne zvoke, ki jih človeški možgani lahko naučijo predelati v podrobno miselno podobo okolja. Ta tehnologija bi lahko sčasoma postala bolj praktična in prenosna, morda celo en dan vgrajena v posebej oblikovana očala.
4. Traktorske grede
Glede na dovolj moči je mogoče ultrazvočno levitati predmete le z zvočnimi valovi in jih premikati v različne smeri, kar je učinkovito kot traktor znanstvenega fantastike. Raziskovalci z univerze v Bristolu so pokazali, da lahko z nadzorom in fokusiranjem zvočnih valov iz množice ultrazvočnih virov ustvarite dovolj sile, da predmet velikosti kroglice dvignete s tal.
Dvigovanje večjih predmetov, kot je človek, bi zahtevalo zelo visoko raven moči, in ni povsem razumljivo, kako škodljive bi bile človeku škodljive. Toda tehnologija ima potencial za revolucijo v številnih medicinskih aplikacijah. Na primer, da bi ga lahko uporabljali za premikanje drog po telesu, da bi jih dobili do ciljnih celic.
5. Marsovski skenerji
Ultrazvočna tehnologija se že preiskuje kot orodje za raziskovanje. Pri visoki moči lahko ultrazvočne vibracije uporabimo za učinkovito kompaktno gradivo, kot nekakšen vrtalnik, ki ga prebije skozi. To je bilo predlagano za uporabo pri iskanju podzemnih nahajališč nafte in plina. Ultrazvočno eholokacijo lahko uporabimo tudi kot vrsto senzorja, s pomočjo katerega se letalnim brezpilotnim letalom izognemo oviram, tako da jih lahko pošljemo na nevarna in težko dostopna mesta.
Toda raziskovanje ni omejeno na planet Zemljo. Če bodo ljudje kdaj obiskali Mars, bomo potrebovali nove načine analize marsovskega okolja. Zaradi nizke gravitacije na Marsu običajne vrtalnice ne bi mogle pritisniti s tako veliko silo, zato raziskovalci gledajo, kako bi lahko ultrazvočne naprave uporabili za zbiranje vzorcev.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Andrew Feeney, znanstveni sodelavec Ultrasonics, Univerza v Warwicku
