Японская команда создает беспроводное устройство левитации

[admin]

Исследователи из Йокогамского национального университета достигли значительного прорыва в технологии бесконтактного транспорта с помощью беспроводного левитационного устройства, которое может развивать скорость свыше трех метров в секунду при полном устранении трения. Устройство размером с ладонь, использующее акустическую левитацию и беспроводное управление, представляет собой потенциальный прорыв для миниатюрного производства, биомедицинских применений и точного обращения с деликатными компонентами.

Опубликованное в Advanced Intelligent Systems в июле 2025 года исследование демонстрирует, как команда под руководством доцента Оми Футивами преодолела традиональные ограничения систем акустической левитации. "Хотя акустическая левитация устраняет трение о пол, обычные системы полагаются на кабели, которые нарушают позиционирование," объяснил Футивами. "Мы решили эту проблему, разработав беспроводное левитационное устройство с беспроводной схемой привода, обеспечивающее стабильную высоту левитации и высокоскоростной, гибкий транспорт".

Прорывная технология обеспечивает всенаправленное движение

Устройство работает с использованием акустической левитации в сочетании с пьезоэлектрическим актуатором, который создает "сжимающую пленку" воздуха между устройством и поверхностью. Этот микроскопически тонкий слой жидкости кардинально снижает контактное трение, позволяя устройству без усилий скользить по плоским поверхностям в любом направлении.

Тестирование показало эффективность устройства на наклонных поверхностях до 10 градусов. Когда система левитации была отключена, устройство не смогло преодолеть гравитационное притяжение на том же наклоне, что демонстрирует критическую роль левитационных сил. Система может переносить примерно 43 грамма полезной нагрузки в дополнение к собственному весу общей массой 150 граммов без ущерба для производительности.

Применение в различных отраслях промышленности

Технология решает растущие проблемы транспортировки миниатюрных компонентов в механических, электронных, химических и биомедицинских секторах. Традиционные системы конвейерных лент страдают от ограничений трения, которые снижают скорость и точность при обращении с мелкими деталями.

Согласно исследованию, опубликованному EurekAlert, система сверхбыстрого транспорта может преобразовать сборочные линии производства микроэлектроники, где точность и скорость имеют первостепенное значение. В биомедицинских применениях бесконтактные механизмы доставки могут транспортировать хрупкие клетки или образцы без риска загрязнения или механических повреждений.

Планы будущего развития

Исследовательская команда планирует интегрировать несколько блоков левитации в цельные конструкции роботов с координированными механизмами движения для выполнения сложных манипуляционных задач. Текущие усилия сосредоточены на улучшении стабильности левитации при переменных нагрузочных условиях и повышении производительности на неровных поверхностях.

Исследование получило поддержку от Фонда стипендий Наканиши, Фонда NSK по развитию мехатроники и Фонда промышленных и экономических исследований Такахаси. Ведущий автор Юта Сунохара работал вместе с коллегами из департамента машиностроения Йокогамского национального университета и департамента электротехники Технологического института Айти.