العلماء ينجحون في تحريك الأشياء بالصوت!
تاريخ النشر: 27th, June 2024 GMT
نجح فريق من العلماء في التلاعب بحركة الأشياء باستخدام الصوت، مع توجيه الأجسام العائمة حول العوائق في بيئة مائية، ما يسلط الضوء على إمكانيات جديدة لتوصيل الأدوية.
أوضح فريق البحث أن "الموجات الصوتية، على وجه الخصوص، تقدم مزايا مميزة لأنها متوافقة حيويا وغير ضارة، ويمكن لأطوالها الموجية القصيرة اختراق نطاق واسع من الوسائط غير المتجانسة والمبهمة".
واستخدم علماء كلية الهندسة EPFL في سويسرا، تقنيات مستوحاة من علم البصريات لتحقيق هذا التلاعب بالأشياء، مثل "الملاقط الضوئية" التي تُستخدم للتحكم بالجزيئات المجهرية.
وفي السنوات الأربع الماضية، حاول رومان فلوري، رئيس مختبر هندسة الأمواج في كلية الهندسة EPFL، وفريقه تحريك الأشياء في بيئات ديناميكية غير قابلة للتحكم باستخدام الموجات الصوتية.
إقرأ المزيد
وتعتمد هذه الطريقة على "تشكيل زخم الموجة"، دون المبالاة ببيئة الجسم أو حتى خصائصه الفيزيائية، حيث أن المعلومات المطلوبة تتعلق بموضع الجسم، لتقوم الموجات الصوتية بمهمتها.
وقال فلوري: "في تجاربنا، بدلا من محاصرة الأشياء، قمنا بدفعها بلطف، كما يقوم اللاعبون بتوجيه قرص الهوكي بالعصا".
وفي الإعداد التجريبي، وضع العلماء كرة بينغ بونغ في خزان مياه كبير يضم عدة مكبرات صوت موزعة في جميع الأنحاء. ثم قاموا بتشغيل موجات صوتية بتردد 1590 هرتز لتحريك الكرة عبر مسار مخطط مسبقا، بينما رصدت الميكروفونات ردود فعل تُعرف باسم "مصفوفة التشتت" أثناء ارتدادها عن الكرة.
وتتيح بيانات مصفوفة التشتت المقترنة بمعلومات الكاميرا العلوية، إمكانية إجراء حسابات في الوقت الفعلي لتحسين زخم الموجة الصوتية أثناء حركة الكرة.
وأثبتت التجربة نجاح الطريقة هذه في تحريك الأشياء وتدويرها على النحو الأمثل.
وبعد ذلك، نجح العلماء في اختبار نظامهم ضمن خزان يتضمن عوائق ثابتة ومتحركة، بالإضافة إلى استبدال كرة بينغ بونغ الكروية بأشياء أكثر تعقيدا، مثل زهرة اللوتس الورقية.
وقال فلوري: "تستخدم بعض طرق توصيل الدواء بالفعل الموجات الصوتية لإطلاق الأدوية المغلفة، لذا فإن هذه التقنية جذابة بشكل خاص لدفع الدواء مباشرة نحو الخلايا السرطانية، على سبيل المثال".
وقد تكون الطرق المماثلة مفيدة أيضا في مهام أخرى، مثل التحليل البيولوجي وهندسة الأنسجة، حيث قد يؤدي التفاعل الجسدي إلى تلويث العينات أو إتلافها.
نشرت الدراسة في مجلة Nature.
المصدر: interesting engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اكتشافات بحوث تكنولوجيا فيزياء الموجات الصوتیة
إقرأ أيضاً:
إذا انقلب القطبان.. ما هو مصير البشرية؟
مقالات مشابهة 
كيف تتجسس شاشات التلفزيون عليك؟ وكيف يمكن الحد من ذلك؟
18 ساعة مضت
18 ساعة مضت
يومين مضت
3 أيام مضت
3 أيام مضت
4 أيام مضت
يشهد القطب الشمالي المغناطيسي تغيّرات غير مسبوقة في موقعه، حيث يستمر في الانجراف باتجاه سيبيريا مبتعداً عن كندا، في ظاهرة طبيعية تلفت انتباه العلماء وخبراء الملاحة، نظراً لتأثيرها الكبير في أنظمة الملاحة العالمية في عصرنا الحالي.
وأصبح القطب الشمالي المغناطيسي أقرب إلى روسيا، بعد أن كان يستقر في كندا، حيث شهد تسارعاً غير مسبوق في حركته بين عامي 1990 و2015، لكنه بدأ بالتباطؤ أخيراً.
ويعتمد العلماء على النموذج المغناطيسي العالمي (WMM) لتتبع موقع القطب وتوقع تحركاته المستقبلية. وأكدت التحديثات في مستهل عام 2025 دقة التوقعات السابقة، مع إطلاق نماذج جديدة بدقة عالية لتلبية الاحتياجات المختلفة، خاصة في مجالات الطيران والملاحة العسكرية، بحسب تقرير نشره موقع “سي إن إن”.
قد يضعف المجال المغناطيسي للأرض إلى درجة انقلاب الأقطاب، وهي ظاهرة نادرة، حدثت بشكل متقطع عبر تاريخ الأرض، ويعتقد العلماء أن 183 انقلاباً قطبياً شهدتها آخر 83 مليون سنة، آخرها حدث قبل نحو 780,000 سنة، ويُعرف باسم “برونهيس-ماتوياما”.
أسباب
تنتج هذه التحركات القطبية عن التغيرات في النشاط المغناطيسي الناتج عن دوران المعادن المنصهرة في قلب الأرض، والتي تولّد المجال المغناطيسي، وعدم انتظامها يؤدي إلى تقلبات في قوة واتجاه المجال المغناطيسي.
اكتشف القطب الشمالي المغناطيسي لأول مرة عام 1831 في كندا، لكنه منذ ذلك الحين انجرف آلاف الكيلومترات باتجاه الشمال الغربي، في حركة تنوعت بين الانجراف البطيء الانزلاق السريع، حيث شهدت العقود الأخيرة تقلبات لافتة في سرعته.
تداعيات
تضمن تحديثات النماذج المغناطيسية دقة أنظمة الملاحة المستخدمة في الطائرات والمعدات العسكرية، أما بالنسبة إلى الأفراد العاديين، فقد لا تكون هذه التغيرات ملحوظة، لكنها حيوية للقطاعات التي تعتمد على الدقة الملاحية.
ويعطل انقلاب الأقطاب هجرة الحيوانات التي تعتمد على المجال المغناطيسي، كما قد يؤثر في التكنولوجيا الحديثة.
ويتوقع أن يستمر تباطؤ حركة القطب الشمالي المغناطيسي، لكن لا تزال هناك شكوك حول استقرار هذا الوضع أو إمكانية حدوث تغييرات جديدة.
يواصل العلماء مراقبة المجال المغناطيسي لتحديث التوقعات والاستعداد لأي مفاجآت مستقبلية، حيث تمثل تحركات القطب الشمالي المغناطيسي تذكيراً مستمراً بالديناميكية الطبيعية للأرض وتداعياتها على الحياة والتكنولوجيا، لكن مع تطور أدوات المراقبة والنمذجة، أصبح العلماء أكثر قدرة على مواجهة هذه التحديات والتكيف معها.
ذات صلةيجب أنت تكون مسجل الدخول لتضيف تعليقاً.
آخر الأخبار
البطولة: أولمبيك آسفي يعود بتعادل ثمين من مباراته مع المتصدر نهضة بركان