倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員首次展示了在有其他物體擋道時(shí)使用聲音來(lái)懸浮某物，這可能會(huì)導(dǎo)致制造和娛樂(lè)領(lǐng)域的進(jìn)步。這些發(fā)現(xiàn)為通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)在主題公園、拱廊和博物館進(jìn)行更高級(jí)的互動(dòng)娛樂(lè)開(kāi)辟了可能性。使用3D懸浮技術(shù)可以引領(lǐng)完全身臨其境的真實(shí)世界模擬，而無(wú)需笨重的耳機(jī)或護(hù)目鏡。

該技術(shù)還可以通過(guò)允許制造商構(gòu)建更復(fù)雜的多材料對(duì)象來(lái)改進(jìn)3D打印，而不是目前使用的逐層、單一材料構(gòu)建方法。

先前的研究已經(jīng)表明，使用聲波進(jìn)行懸浮是可能的?？梢允褂酶邚?qiáng)度超聲波(其頻率高于人類(lèi)所能聽(tīng)到的頻率)的力將物體固定在半空中并使其移動(dòng)，從而將物體固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，這稱(chēng)為聲懸浮。這種技術(shù)還可以在半空中創(chuàng)建交互式3D圖像，例如全息圖，您可以看到、感覺(jué)到和聽(tīng)到。

但是，到目前為止，這只能在空曠的地方進(jìn)行;任何阻礙聲波的東西都會(huì)導(dǎo)致懸浮物體下落。

對(duì)于發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的這篇論文，研究小組更進(jìn)了一步，展示了聲懸浮在這種受控環(huán)境之外是如何實(shí)現(xiàn)的，并且可以通過(guò)附近的物體來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如墻壁、汽車(chē)儀表板或其他常見(jiàn)的電器.

合著者DiegoMartinezPlasencia博士(UCL計(jì)算機(jī)科學(xué))說(shuō)：“過(guò)去，我們的3D顯示器必須存在于真空中，但現(xiàn)在我們可以在您面前創(chuàng)建3D內(nèi)容。無(wú)需戴眼鏡或花招需要，簡(jiǎn)單的3D形狀共享我們生活的空間。”

主要作者RyujiHirayama博士(UCL計(jì)算機(jī)科學(xué))說(shuō)：“到目前為止，我們只能在受控環(huán)境中演示虛擬現(xiàn)實(shí)和全息圖的聲學(xué)懸浮，而附近沒(méi)有任何其他可能中斷和散射聲波的物體。在這篇論文中，我們展示了如何通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算附近的物體來(lái)浮動(dòng)物體，甚至在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中創(chuàng)建數(shù)字內(nèi)容，例如全息圖。它為完全沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)和交互式全息圖開(kāi)辟了可能性。”

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)結(jié)合兩個(gè)新步驟來(lái)懸浮不同的物體，包括聚苯乙烯珠、水和織物。首先，他們計(jì)算了打開(kāi)不同揚(yáng)聲器時(shí)聲波的路徑如何，以及它們?nèi)绾螐沫h(huán)境中的物體反彈。

第二步涉及制定一種快速技術(shù)來(lái)快速關(guān)閉或打開(kāi)揚(yáng)聲器，以便在聲波散射后，環(huán)境能夠?qū)⑽矬w保持在空氣中。

這項(xiàng)技術(shù)可以通過(guò)多材料3D打印機(jī)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造方式進(jìn)行現(xiàn)代化改造。當(dāng)前的打印機(jī)使用一個(gè)分配器來(lái)釋放物體中的每種材料。當(dāng)使用化學(xué)或生物材料時(shí)，這對(duì)于避免材料交叉污染尤為重要。

聲學(xué)懸浮將使多種材料能夠在沒(méi)有交叉污染或在制造空間內(nèi)移動(dòng)分配器的情況下使用(非接觸式制造)。該技術(shù)使構(gòu)建對(duì)象更加靈活，因?yàn)榭梢詮娜魏畏较蛱砑硬牧?，避免逐層制造并允許生產(chǎn)更復(fù)雜的多材料對(duì)象。

首席研究員SriSubramanian(UCL計(jì)算機(jī)科學(xué))說(shuō)：“我對(duì)這項(xiàng)工作如何為在增材制造和3D打印中混合多種不同材料打開(kāi)大門(mén)感到興奮。聲懸浮在精密制造中具有巨大潛力，這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)這次機(jī)會(huì)。”