Voorwerpen verplaatsen zonder ze aan te raken? Met deze nieuwe technologie kunnen breekbare voorwerpen in de lucht worden getild.

Het verplaatsen van delicate onderdelen zonder ze te beschadigen hoverboard , vervuilen of trillingen te veroorzaken is een bekend probleem in de elektronische, chemische en biomedische industrie. De kleinste schok kan een microscopisch kleine assemblage verstoren of een cel vervuilen.

Onderzoekers van de Nationale Universiteit van Yokohama hebben onlangs een contactloos en kabelloos akoestisch levitatieapparaat geïntroduceerd dat lichte lasten in elke richting met hoge snelheid kan verplaatsen zonder de vloer te raken. Een soort miniatuurvliegende tapijt… aangedreven door geluid.

Een object dat niet zou misstaan in de film Back to the Future (voor wie het nog nooit heeft gezien: een vliegende skateboard uit de toekomst)!

Amerikaanse onderzoekers ontwikkelen een apparaat om objecten te laten zweven met behulp van geluidsgolven hoverboard

Akoestische levitatie is gebaseerd op een eenvoudig principe: geluidsgolven gebruiken om een object in de lucht te laten zweven. Ultrasone geluiden creëren drukgebieden die het object op een bepaalde hoogte houden, alsof het zweeft.

In tegenstelling tot magnetische levitatie, waarvoor krachtige magneten of cryogene generatoren nodig zijn, is dit systeem licht, compact en heeft het geen ingewikkelde externe energiebronnen nodig. Geen logge elektromagnetische rails of luidruchtige pneumatische circuits meer.

Nog een probleem opgelost: kabels. Klassieke levitatiesystemen hebben kabels nodig voor de stroomvoorziening en besturing, wat het verplaatsen bemoeilijkt. Hier is het systeem volledig draadloos dankzij een ingebouwd voedingssysteem dat volledige bewegingsvrijheid garandeert.

Indrukwekkende prestaties op een hellend vlak

Tijdens laboratoriumtests gleed het apparaat direct na activering van de levitatie vrij over een hellend vlak met een hoek van 10°. Bij uitschakeling stopte de beweging onmiddellijk, wat bewijst dat er geen wrijving met het oppervlak is.

Wat is het meest indrukwekkende? Het apparaat haalde een snelheid van meer dan 3 meter per seconde, wat sneller is dan een haastige voetganger. Een verbazingwekkende prestatie voor een apparaat ter grootte van een luciferdoosje.

Specificatietabel

Specificatie Gemeten waarde

Maximale snelheid > 3 m/s

Geteste helling 10°

Totaal draagvermogen 150 g (inclusief 43 g nuttige belasting)

Geschatte afmetingen Enkele centimeters

Aandrijvingstype Piëzo-elektrisch (pulserende luchtkussen)

Voeding Draadloos

Omnidirectioneel dankzij luchtfilm

Wat is het geheim van zijn wendbaarheid? De piëzo-elektrische aandrijving creëert tussen het apparaat en de steun een ultradunne vloeistoffilm, een zogenaamde ‘samendrukbare film’. Deze luchtfilm werkt als een kussen en minimaliseert wrijving.

Deze film zorgt voor een soepele beweging in alle richtingen met een positioneringsnauwkeurigheid van millimeters. Er zijn geen rails, geleiders of externe motoren nodig. Een eenvoudig vlak oppervlak is voldoende.

Toepassing in de schoonste ruimtes

In schone ruimtes, waar stof de grootste vijand is, is het een droom die werkelijkheid wordt om de vloer niet te raken. Contactloos transport vermindert het risico op vervuiling.

Dit systeem kan dus worden gebruikt voor:

het manipuleren van biologische cellen zonder mechanische stress
het verplaatsen van trillingsgevoelige chemische monsters
het assembleren van microchips met chirurgische precisie

En omdat het apparaat compact is, past het in kleine ruimtes waar geen plaats is voor menselijke handen.

Een vliegende robot… zonder wielen en propellers?

De onderzoekers zijn niet van plan om het hierbij te laten. Ze werken al aan het koppelen van meerdere apparaten om minirobots te creëren die zelfstandig voorwerpen kunnen vervoeren in fabrieken, ziekenhuizen of laboratoria, zonder de grond te raken.

Hun doel: de stabiliteit nog verder verbeteren, het laadvermogen vergroten en het systeem aanpassen aan oneffen oppervlakken. Als dit lukt, kunnen we binnenkort vloten van schone, stille en snelle vliegende transportmiddelen zien.

De langverwachte ‘hoverboard’ van Marty kan eindelijk werkelijkheid worden.