據最新一期《自然·物理》雜志報道，包括瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）在內的國際研究團隊利用聲波，成功引導水上物體繞過障礙物。這種創新性方法為生物醫學應用，如非侵入性靶向藥物輸送開辟了新途徑。
2018年，阿瑟·阿斯金因發明了“光鑷”而獲得諾貝爾物理學獎，這是一種可操縱微觀粒子的激光束。EPFL工程學院波浪工程實驗室負責人羅曼·弗勒里表示，“光鑷”的工作原理是創造一個光“熱點”來捕獲粒子，就像一個球掉進洞里那樣。但如果附近有其他物體，這個洞就很難形成和移動。
在實驗中，研究人員使用一種名為波動量造形（wave momentum shaping）的技術，只需要確定物體位置，就能通過聲波對其進行操控，就像一種“聲鑷”。他們不是捕捉物體，而是輕輕推動物體，就像用冰球桿引導冰球那樣，研究人員用聲波來引導漂浮的乒乓球繞過水上賽道中設置的障礙。
乒乓球漂浮在一個大水箱中，通過上方相機確定它們的位置。水箱兩端的揚聲器陣列發出可聽見的聲波，引導乒乓球沿預定路徑移動，同時利用麥克風陣列“監聽”反饋，稱為散射矩陣。這個散射矩陣與相機的位置數據相結合，使研究人員能實時計算聲波在推動乒乓球時的最佳動量。
弗勒里表示，這種方法基于動量守恒原理，不僅可用于移動球形物體，還可以用于控制旋轉、移動更復雜的物體。
研究團隊還將障礙物設為移動的，以增加系統的不確定性，結果顯示，這種技術也能發揮良好的作用。
研究人員表示，在生物醫學應用中，聲波是一種無害的非侵入性工具，比如用聲波來幫助在體內特定位置釋放藥物，因此新技術對于將藥物直接推向腫瘤特別有吸引力。此外，在生物分析或組織工程應用中，這種技術可以用超聲波移動細胞，減少因觸碰細胞造成的損害或污染。
據最新一期《自然·物理》雜志報道，包括瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）在內的國際研究團隊利用聲波，成功引導水上物體繞過障礙物。這種創新性方法為生物醫學應用，如非侵入性靶向藥物輸送開辟了新途徑。
2018年，阿瑟·阿斯金因發明了“光鑷”而獲得諾貝爾物理學獎，這是一種可操縱微觀粒子的激光束。EPFL工程學院波浪工程實驗室負責人羅曼·弗勒里表示，“光鑷”的工作原理是創造一個光“熱點”來捕獲粒子，就像一個球掉進洞里那樣。但如果附近有其他物體，這個洞就很難形成和移動。
在實驗中，研究人員使用一種名為波動量造形（wave momentum shaping）的技術，只需要確定物體位置，就能通過聲波對其進行操控，就像一種“聲鑷”。他們不是捕捉物體，而是輕輕推動物體，就像用冰球桿引導冰球那樣，研究人員用聲波來引導漂浮的乒乓球繞過水上賽道中設置的障礙。
乒乓球漂浮在一個大水箱中，通過上方相機確定它們的位置。水箱兩端的揚聲器陣列發出可聽見的聲波，引導乒乓球沿預定路徑移動，同時利用麥克風陣列“監聽”反饋，稱為散射矩陣。這個散射矩陣與相機的位置數據相結合，使研究人員能實時計算聲波在推動乒乓球時的最佳動量。
弗勒里表示，這種方法基于動量守恒原理，不僅可用于移動球形物體，還可以用于控制旋轉、移動更復雜的物體。
研究團隊還將障礙物設為移動的，以增加系統的不確定性，結果顯示，這種技術也能發揮良好的作用。
研究人員表示，在生物醫學應用中，聲波是一種無害的非侵入性工具，比如用聲波來幫助在體內特定位置釋放藥物，因此新技術對于將藥物直接推向腫瘤特別有吸引力。此外，在生物分析或組織工程應用中，這種技術可以用超聲波移動細胞，減少因觸碰細胞造成的損害或污染。
本文鏈接：聲波陣列用“聲鑷”精準移動物體，為非侵入性輸送靶向藥開辟新途徑http://www.sq15.cn/show-2-7334-0.html
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