Three-Dimensional Mid-Air Acoustic Manipulation
IT/テック

YouTubeで300万回再生「東大開発の新技術」がまるで魔法

「Three-Dimensional Mid-Air Acoustic Manipulation」の原理

波長・周期・振幅・速さが同じである2つの音が逆向きに重なり合ってできた波形が、進行せずにその場に留まって見える状態を定常波と呼ぶ。

この定常波を一つのスピーカーと一つの反響板で作り出すと、少量の物質を空間にとどめておくことができる。これを音波浮揚(Acoustic levitation)と呼ぶ。

音波浮揚

このスピーカーを連続的に配置すれば物体を2次元的に操作することができる。さらに対面にもスピーカーを設置すれば、物体を3次元で操作できるようになる。

音波浮揚

今回撮影された実験では、四方に相対するスピーカーを設置し、人間には聞こえない40kHzの超音波を出力している。

このスピーカーの出力をコントロールして超音波の焦点をコントロールすることで、物体を3次元で移動させることができている。

超音波の焦点

現在の実験レベルでは、まだ操作できる物体の大きさが限られており、落合陽一氏によれば、重さは1g未満で密度は7.9g/立方センチメートルまでを操作可能だという。

浮上するネジ

スピーカーパネルに設置されているスピーカーの個数を増やすことで、操作できる物体の重さも増やせるようになる。