Создана левитирующая платформа для бесконтактной транспортировки: видео

Исследователи из Иокогамского национального университета (Япония) разработали компактное устройство акустической левитации, способное перемещать миниатюрные объекты без контакта с поверхностью, что может революционизировать обработку деликатных компонентов в химии, биомедицине и микроэлектронике. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Intelligent Systems.

Транспортировка мелких компонентов со скоростью и точностью всегда была проблемой. Механические конвейеры, ролики и другие системы создают трение, которое замедляет движение и может повредить чувствительные объекты. Это особенно критично для биомедицинских образцов или микроэлектронных деталей, где даже небольшие вибрации опасны.

Устройство использует акустическое левитоцитирование — звуковые волны, которые удерживают объект в воздухе и позволяют ему свободно двигаться, избегая трения и повреждений. В отличие от систем магнитной левитации, здесь не нужны большие магниты или пневматические установки с газом под давлением, что делает платформу более компактной и портативной.

«В то время как акустическая левитация устраняет трение пола, обычные системы полагаются на кабели, которые нарушают позиционирование», — объяснил доцент Оми Фучиваки. «Мы решили эту проблему, разработав непривязанное устройство с беспроводной схемой привода, обеспечивающей стабильную высоту левитации и высокоскоростной, гибкий транспорт».

Испытания подтвердили эффективность системы:

• устройство двигалось со скоростью более трех метров в секунду даже на наклонной поверхности 10°, полностью останавливаясь при отключении левитации.

• платформа могла переносить до 150 граммов общей нагрузки, обеспечивая около 43 граммов для полезного объекта.

• пьезоэлектрический привод создает тонкий слой сжатия между объектом и поверхностью, что позволяет перемещаться во всех направлениях без физического контакта.

Компактная конструкция размером в несколько сантиметров подходит для работы в замкнутых пространствах и чистых лабораторных условиях. Это открывает возможности для сборки микроэлектроники, безопасной транспортировки химических образцов и перемещения биомедицинских клеток без риска загрязнения.

Исследователи планируют развивать технологию, объединяя несколько левитирующих блоков для создания мобильных роботов, способных бесконтактно перемещать объекты по цехам, лабораториям или медицинским учреждениям. В будущем предполагается улучшение стабильности нагрузки, эффективность левитации и адаптация для неровных поверхностей, что позволит использовать систему не только в лабораториях, но и в промышленности.