Ultrazvuk může udělat mnohem víc, než jen vytvářet obrazy nenarozených dětí. Vzhledem k tomu, že se poprvé stala téměř nepostradatelným lékařským nástrojem ve třicátých letech, technologie, která produkuje zvukové vlny tak vysoké, že je lidé nemohou slyšet, našla uplatnění téměř ve všech průmyslových odvětvích. Vibrace, které vytváří, mohou zabíjet bakterie, svařovat plasty a dokonce pomáhat vyzrálým pálenkám během několika dní, nikoli let.
Související obsah
- Tento ruční ultrazvukový skener by mohl být dalším stetoskopem
- S jejím ultrazvukovým vysíláním na Facebooku je Orangutan zoo v těhotenství potvrzen
Dnes ultrazvuk hledá cestu do ještě více aplikací, pohánějících vynálezy, které mají potenciál provést obrovské změny ve svém oboru. Zde je jen několik z nich:
1. Skutečně hands-free telefony
Jsme na pokraji skutečné bezkontaktní alternativy k technologii dotykových obrazovek. Zařízení, jako je Microsoft Kinect, mohou zjistit, kde jste, a použít tyto informace jako pokyny. Ale umístění vašich rukou na přesně to správné místo, které vám poskytne pokyny, které chcete, je stále dost složité, aby se zabránilo širšímu používání tohoto druhu ovládacího systému založeného na gestech.
Jedna společnost používá ultrazvuk k efektivnímu vytváření neviditelných tlačítek ve vzduchu, které můžete cítit. Řada ultrazvukových vysílačů vytváří a tvaruje zvukové vlny tak, aby vytvářely malé oblasti silových pocitů na kůži v určitém místě. Takže namísto mávání rukou kolem a doufání, že je na správném místě, víte okamžitě, když jste aktivovali rozpoznávání gest.
Díky tomu může být každodenní zařízení, jako jsou chytré telefony, zcela vodotěsné, bezkontaktní a efektivně si uvědomuje okolní prostředí. Tuto technologii lze také kombinovat se systémy virtuální reality, což vám umožní cítit uměle vytvořené prostředí, které by videohrám a zábavě přineslo nový rozměr.
Říká se, že příští generace chytrých telefonů bude používat ultrazvukové rozpoznávání otisků prstů, takže k odemknutí telefonu se nemusíte ani dotknout telefonu. Tyto telefony by dokonce mohly zahrnovat ultrazvuk pro bezdrátové nabíjení, kde by ultrazvuková energie mohla být přeměněna na elektrickou energii v telefonu. Tato energie by byla promítnuta z vysílací jednotky uložené například na zdi v domě.
2. Akustické hologramy
Ultrazvuk byl dlouho používán k vytváření dvojrozměrných obrazů těla pro lékaře ke studiu. Ale velmi nedávný vývoj, který se v budoucnu pravděpodobně projeví ve zdravotnictví, je ultrazvukový akustický hologram.
V této technice se ultrazvuk používá k pohybu mikročástic v určitém médiu za účelem vytvoření požadovaného obrazu. Například promítání zvukových vln přes speciálně navrženou vzorovanou desku do vody obsahující plastové částice je nutí do konkrétního zarovnání. Vědci se domnívají, že tento druh akustické holografie lze použít ke zlepšení lékařského zobrazování, ale také k lepšímu zaměření ultrazvukového ošetření.
3. Brýle pro nevidomé
Další potenciální lékařskou aplikací ultrazvuku je umožnit nevidomým „vidět“ podobným způsobem, jak netopýři používají princip echolokace. Netopýři spíše než detekování odražených světelných vln k vidění objektů, netopýři vysílají ultrazvukové vlny a používají odražený zvuk k řešení, kde jsou věci. Tyto ozvěny mohou poskytovat informace o velikosti a umístění tohoto objektu.
Vědci v Kalifornii vytvořili ultrazvukovou helmu, která vysílá podobné ultrazvukové vlny. Poté převádí odražené signály na slyšitelné zvuky, které se lidský mozek může naučit zpracovat do podrobného mentálního obrazu prostředí. Časem by se tato technologie mohla stát praktičtější a přenosnější, možná i jednoho dne začleněna do speciálně navržených brýlí.
4. Trámy traktoru
Při dostatečném výkonu je možné objekty ultrazvukem levitovat pouze zvukovými vlnami a pohybovat je různými směry, efektivně jako vědecký paprsek. Vědci z University of Bristol ukázali, že ovládáním a zaostřováním zvukových vln z řady ultrazvukových zdrojů mohou být vytvořeny dostatečné síly, aby zvedly objekt velikosti korálků ze země.
Zvedání větších předmětů, jako je člověk, by vyžadovalo velmi vysokou úroveň výkonu, a není zcela pochopeno, jak škodlivé by byly akustické síly pro člověka. Tato technologie má však potenciál revoluci v řadě lékařských aplikací. Například by se dalo použít k pohybu léků po celém těle, aby se dostaly do jejich cílových buněk.
5. Marťanské skenery
Ultrazvuková technologie je již zkoumána jako nástroj průzkumu. Při vysokém výkonu mohou být ultrazvukové vibrace použity k efektivnímu kompaktnímu materiálu, jako například vrták, který prochází skrz. To bylo navrženo pro použití při vyhledávání podzemních ložisek ropy a plynu. Ultrazvuková echolokace může být také použita jako typ senzoru, který pomáhá leteckým robotům vyhnout se překážkám, takže je lze poslat na nebezpečná a obtížně dostupná místa.
Průzkum se však neomezuje pouze na planetu Zemi. Pokud lidé někdy navštíví Mars, budeme potřebovat nové způsoby analýzy marťanského prostředí. Vzhledem k nízké gravitaci na Marsu by konvenční vrtačky nemohly tlačit dolů s tak velkou silou, takže vědci zkoumají, jak by mohla být ultrazvuková zařízení použita k odběru vzorků.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Andrew Feeney, výzkumný pracovník v oboru ultrazvuku, University of Warwick
