Naukowcy z Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie (EPFL) opracowali przełomową technologię, która wykorzystuje fale dźwiękowe do kierowania obiektami. Innowacja ta, której pionierem jest zespół pod kierownictwem Romaina Fleury’ego, może w przyszłości znaleźć zastosowanie w medycynie, umożliwiając precyzyjne dostarczanie leków do wyznaczonych miejsc w organizmie.
Nowa technologia na horyzoncie
W najnowszym eksperymencie przeprowadzonym przez badaczy z EPFL, piłeczka do tenisa stołowego pływała po powierzchni wody w zbiorniku, kierowana wyłącznie przez fale dźwiękowe emitowane przez dwa głośniki umieszczone na krańcach basenu. Piłeczka zakręcała i poruszała się prosto przed siebie, zgodnie z precyzyjnymi wskazówkami fal dźwiękowych. To przełomowe odkrycie otwiera nowe możliwości w różnych dziedzinach, w tym w medycynie, gdzie może być wykorzystane do skierowania leków w organizmie do celu.
Inspiracja optyką
Zespół Fleury’ego, w skład którego wchodzą doktorzy Bakhtiyar Orazbayev i Matthieu Malléjac, czerpał inspirację z optyki, a dokładniej z pęsety optycznej. Pęseta optyczna, za opracowanie której Arthur Ashkin otrzymał w 2018 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, działa poprzez tworzenie punktu zapalnego światła, w którym cząstki są uwięzione i poruszane. Fleury wyjaśnia, że chociaż metoda optyczna jest skuteczna, to w środowisku pełnym innych obiektów jej zastosowanie jest ograniczone.
Akustyczne rozwiązanie
Metoda akustyczna opracowana przez naukowców z EPFL nie ma takich ograniczeń. Fale dźwiękowe są w stanie precyzyjnie kierować obiektami niezależnie od otaczającego środowiska. Wystarczy jedynie znać początkowe położenie obiektu, a fale dźwiękowe wykonają resztę pracy. „Nie złapaliśmy przedmiotów, ale delikatnie je popychaliśmy, tak jak kierujesz krążkiem kijem hokejowym” – mówi Fleury.
Precyzyjna nawigacja
W testach, pozycja pływającej piłeczki była monitorowana przez kamerę, a fale dźwiękowe emitowane przez głośniki kierowały jej ruchem. Mikrofony rejestrowały odbite fale dźwiękowe, które były następnie wykorzystywane do sterowania dalszym ruchem piłeczki. W bardziej zaawansowanych testach, naukowcy umieścili na powierzchni wody przeszkody, które piłeczka zdołała precyzyjnie ominąć, co potwierdza potencjał tej technologii w skomplikowanych środowiskach, takich jak ludzkie ciało.
Obiecujące zastosowania biomedyczne
Dźwięk, jako narzędzie napędowe, jest szczególnie obiecujący w zastosowaniach biomedycznych. Jest nieszkodliwy i nieinwazyjny, co czyni go idealnym środkiem do precyzyjnego dostarczania leków do określonych miejsc w organizmie. Fleury i jego zespół są przekonani, że ich innowacyjna technologia może zrewolucjonizować sposób, w jaki myślimy o napędzie i precyzyjnym kierowaniu obiektami w medycynie i innych dziedzinach.
Prace naukowców z EPFL to przykład, jak interdyscyplinarne podejście i inspiracja różnymi dziedzinami nauki mogą prowadzić do przełomowych odkryć. Jeśli technologia ta zostanie rozwinięta i wdrożona na szeroką skalę, może to oznaczać początek nowej ery w technologii napędowej i medycynie.
