Последнее время акустическая левитация уже достигла существенных успехов, в частности, совместное использование технологий фазированной решётки и акустической голографии позволяло довольно точно управлять волновым фронтом в трёхмерном пространстве, добиваясь подвижной левитации предметов из различных материалов по заданной траектории и с заданной скоростью. Однако делать это удавалось только в «пустом» трёхмерном пространстве, то есть в объёме, в котором кроме того объекта, который надо заставить левитировать, нет никаких предметов, отражающих и рассеивающих звук. Стоило внести в объём с решёткой источников звука любую постороннюю вещь — и левитирующий объект падал или вылетал за пределы рабочего объёма. Кроме того, заставить левитировать с помощью звука удавалось, в основном, предметы из акустически прозрачных материалов и размером меньше длины звуковой волны. С предметами, которые сами могут существенно изменять свойства акустической волны, всё было очень сложно. Скорость и плавность перемещения левитирующего объекта тоже были проблемой акустической левитации. Эти показатели важны, поскольку одно из главных потенциальных применений технологии — создание трёхмерных интерфейсов «смешанной реальности». А, например, чтобы в игре с погружением в виртуальную реальность пользователь мог ощутить капли воды именно там, где их ему показывают, необходима возможность точно совмещать левитирующие предметы с цифровым контентом. Для этого первые должны уметь летать по воздуху как медленно, так и очень быстро, причём без незапланированных рывков и дрожания.
И вот авторы недавней работы, опубликованной в Science Advances, тщательно изучив предыдущий опыт и увеличив число ультразвуковых преобразователей в решётке с обычных 16 до 256 (16 × 16), сумели так тщательно рассчитать необходимую конфигурацию звука, что добились быстрой и плавной управляемой подвижной левитации шариков и капель с одновременной проекцией на них цифрового изображения. Также им удалось заставить маленькие предметы левитировать в присутствии в рабочем объёме крупных твёрдых предметов. А в одной из демонстраций по воздуху плавно — в вертикальном положении — перемещался даже квадратный лоскут ткани, на который проецировалось видео прыгающего кролика. Причём левитировал этот лоскут в присутствии в рабочем объёме твёрдого игрушечного кролика. В другом примере такой же лоскут-экран быстро вращался в воздухе вокруг своей оси.
«Это открывает возможности для полного погружения в виртуальную реальность и для интерактивных голограмм», — прокомментировал работу старший автор статьи Рюдзи Хираяма (Ryuji Hirayama).
Исследователи продолжат совершенствовать свою систему. Следующая цель — научиться заставлять предметы левитировать в присутствии большего числа помех.
