29.10.2015

University of Bristol

Forscher entwickeln Traktorstrahl à la "Star Trek"

Forscher der University of Bristol sind in einem Projekt mit der University of Sussex und dem britischen Start-up Ultrahaptics einer Zukunftstechnologie auf der Spur. Sie haben es in einer Proof-of-concept-Demonstration geschafft, eine Art Traktorstrahl zu erzeugen, mit dem sich Objekte bewegen lassen. Das an Science-Fiction-Vorlagen à la "Star Trek" erinnernde Konzept funktioniert mithilfe von hochfrequenten Schallwellen, die ein "akustisches Hologramm" erzeugen, das der Schwerkraft trotzen und kleinere Objekte tragen kann.

"Wir alle wissen, dass Schallwellen eine bestimmte physikalische Kraft haben. Jeder, der schon einmal auf einem Rock-Konzert war, hat bereits erlebt, dass es sich dann oft so anfühlt, als würden sich die eigenen Eingeweide hin- und herbewegen", sagt Co-Studienautor Bruce Drinkwater vom Department of Mechanical Engineering der University of Bristol. Bislang sei es allerdings noch nicht gelungen, diese Kraft anzuzapfen. "Mit unserem Konzept haben wir es geschafft, die Soundwellen in einem noch nie dagewesenen Ausmaß zu kontrollieren", sagt Drinkwater.

"Mit unserem Gerät manipulieren wir Objekte, die frei in der Luft schweben und damit die Gravitation überwinden", verdeutlicht Sriram Subramanian, Informatik-Professor an der University of Sussex und Mitgründer von Ultrahaptics. "Es war eine unglaubliche Erfahrung als wir das erste Mal gesehen haben, dass ein Objekt mithilfe unseres Traktorstrahls an Ort und Stelle gehalten werden kann. Unsere ganze harte Arbeit hat sich bezahlt gemacht", unterstreicht der PhD-Student und Studienleiter Asier Marzo.

Breites Anwendungspotenzial
Das technische Konzept des demonstrierten Traktorstrahls ist relativ einfach und funktioniert mit 64 kleinen Lautsprechern, die zusammengeschlossen werden und besonders hohe Töne und damit hochfrequente Klangwellen erzeugen. Diese umhüllen gewissermaßen das zu transportierende Objekt und kreieren ein Kraftfeld, das es an Ort und Stelle hält. Durch die vorsichtige Änderung des Output-Signals der Lautsprecher ist es möglich, das Objekt entweder ruhig schweben zu lassen oder es zu bewegen und zu drehen.

Den beteiligten Forschern zufolge birgt diese Technologie ein enormes Anwendungspotenzial. Zum Beispiel könnte eine Produktionskette aus Schallwellen künftig in Fabriken besonders empfindliche Objekte transportieren und montieren, ohne physischen Kontakt mit ihnen zu haben. Vorstellbar wäre aber auch eine Miniaturversion des Traktorstrahls, der Medikamentenkapseln im Körper von Patienten zu ihrem richtigen Bestimmungsort befördert.

Literatur
Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects, Asier Marzo, Sue Ann Seah, Bruce W. Drinkwater, Deepak Ranjan Sahoo, Benjamin Long and Sriram Subramanian, Nature Communications.

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