Kuljettaa koskematta? Uusi teknologia saa herkät esineet leijumaan.
Sisällysluettelo
Herkän komponenttien kuljettaminen niitä vahingoittamatta, likaamatta tai tärisyttämättä on tunnettu haaste elektroniikka-, kemian- ja biolääketieteen aloilla. Pienikin tärähdys voi häiritä mikroskooppisen kokoonpanon tai saastuttaa solun.
Yokohaman kansallisen yliopiston tutkijat ovat juuri esittäneet kosketuksettoman ja kaapelittoman akustisen leijutuslaitteen, joka pystyy siirtämään kevyitä kuormia kaikkiin suuntiin suurella nopeudella koskematta maahan. Eräänlainen pienoiskoossa lentävä matto… joka toimii äänellä.
Esine, joka on kuin ”Hoverboard” elokuvassa Paluu tulevaisuuteen (NDLR: Niille, jotka eivät ole nähneet elokuvaa, kyseessä on tulevaisuuden leijulauta)!
Japanilaiset tutkijat kehittävät laitteen, joka saa esineitä leijumaan ääniaalloilla
Akustinen leijunta perustuu yksinkertaiseen periaatteeseen: ääniaaltojen avulla esine saadaan leijumaan ilmassa. Ultraääniaallot luovat painealueita, jotka pitävät esineen tietyssä korkeudessa, ikään kuin se leijuisi.
Toisin kuin magneettinen leijunta, joka vaatii voimakkaita magneetteja tai kryogeenigeneraattoreita, tämä järjestelmä on kevyt, kompakti ja ei vaadi monimutkaista ulkoista energianlähdettä. Tilavuutta vievät sähkömagneettiset kiskot ja meluisat pneumaattiset piirit ovat nyt historiaa.
Toinen ratkaistu ongelma on kaapelit. Perinteiset leijutusjärjestelmät tarvitsevat virta- ja ohjauskaapeleita, jotka haittaavat liikkumista. Tässä järjestelmässä ei ole kaapeleita lainkaan, sillä se on varustettu sisäänrakennetulla virtalähteellä, joka takaa täydellisen liikkumisvapauden.
Hämmästyttävä suorituskyky kaltevalla pinnalla
Laboratoriotesteissä laite liukui vapaasti 10 asteen kaltevalla pinnalla heti leijumisen aktivoitua. Kun laite sammutettiin, liike pysähtyi välittömästi, mikä osoitti, että kitka maata vastaan oli eliminoitu.
Mikä oli vaikuttavinta? Se saavutti yli 3 metrin sekuntinopeuden, mikä on nopeampi kuin kiireinen kävelijä. Hämmästyttävä suorituskyky laitteelta, joka on kooltaan tulitikkuaskin kokoinen.
Suorituskyvyn yhteenvetotaulukko
Huippunopeus > 3 m/s
Testattu kaltevuus 10°
Kantama kokonaispaino 150 g (josta 43 g hyötykuorma)
Koko noin muutama senttimetri
Toimilaite – Pietsosähköinen (pulssoiva ilmakalvo)
Virransyöttö – Langaton
Kaikkisuuntaisuus taattu ilmakalvolla
Mikä on sen ketteryyden salaisuus? Pietsosähköinen toimilaite luo laitteen ja alustan väliin erittäin ohuen nestekalvon, ns. puristuskalvon. Ilmakalvo toimii tyynynä ja vähentää kitkaa minimiin.
Kalvo mahdollistaa sujuvan liikkeen kaikkiin suuntiin millimetrin tarkkuudella. Kiskoja, ratoja tai ulkoisia moottoreita ei tarvita. Pelkkä tasainen pinta riittää.
Sovelluksia puhtaimmissa tiloissa
Puhdastiloissa, joissa pöly on vihollinen numero yksi, lattian koskemattomuus on unelma, joka on nyt totta. Kosketukseton kuljetus vähentää kontaminaatioriskiä.
Tätä järjestelmää voitaisiin siis käyttää esimerkiksi
- biologisten solujen käsittelyyn ilman mekaanista rasitusta
- tärinälle herkkien kemiallisten näytteiden siirtämiseen
- elektronisten sirujen kokoamiseen kirurgisella tarkkuudella
Ja koska laite on kompakti, se mahtuu ahtaisiin tiloihin, joihin ihmisen käsi ei yllä.
Pyörätön ja potkuriton lentävä robotti?
Tutkijat eivät aio jäädä tähän. He työskentelevät jo useiden yksiköiden yhdistämiseksi miniroboteiksi, jotka pystyvät kuljettamaan esineitä itsenäisesti tehtaissa, sairaaloissa tai laboratorioissa ilman, että ne koskettavat maata.
Heidän tavoitteenaan on parantaa vakautta, lisätä kantokykyä ja mukauttaa järjestelmä epätasaisille pinnoille. Jos tämä onnistuu, saatamme pian nähdä lentäviä, puhtaita, hiljaisia ja nopeita kuljetuskalustoja.
Pitkään odotettu Martyn ”hoverboard” saattaa tällä kertaa tulla todellisuudeksi.
