Ultralyd kan gøre meget mere end at skabe billeder af ufødte babyer. Siden det først blev et næsten uundværligt medicinsk værktøj i 1930'erne, har teknologi, der producerer lydbølger så højt, at mennesker ikke kan høre dem, fundet brug i næsten enhver branche. De vibrationer, det skaber, kan dræbe bakterier, svejse plast og endda hjælpe med at modne brandy i løbet af dage snarere end år.
Relateret indhold
- Denne håndholdte ultralydscanner kan være det næste stetoskop
- Med hendes ultralydsudsendelse på Facebook bekræftes Zoo's orangutang gravid
I dag er ultralyd ved at finde vej ind i endnu flere applikationer, idet det tvinges til opfindelser, der har potentiale til at foretage enorme ændringer på deres felt. Her er bare et par af dem:
1. Virkelig håndfri telefoner
Vi er på randen efter et rigtigt kontaktløst alternativ til berøringsskærmsteknologi. Enheder som Microsoft Kinect kan registrere, hvor dine hænder er, og bruge disse oplysninger som instruktioner. Men at placere dine hænder på nøjagtigt det rigtige sted for at give de instruktioner, du ønsker, er stadig vanskeligt nok til at forhindre, at denne type gestusbaseret kontrolsystem bliver brugt mere vidtgående.
Et firma bruger ultralyd til effektivt at oprette usynlige knapper i luften, som du kan føle. En række ultralydsendere producerer og former lydbølger for at skabe små områder med kraftfølelser på huden på et specifikt sted. Så i stedet for at vifte med hånden og håbe, at den er på det rigtige sted, ved du med det samme, når du har aktiveret gestusgenkendelsen.
Dette har potentialet til at gøre hverdagslige enheder som smartphones fuldstændig vandtætte, kontaktløse og effektivt opmærksomme på det omgivende miljø. Teknologien kan også kombineres med virtual reality-systemer, så du kan føle dine kunstigt genererede omgivelser, hvilket vil bringe en ny dimension til videospil og underholdning.
Der er rygter om, at den næste generation af smartphones bruger ultralyds fingeraftrykgenkendelse, så du ikke engang behøver at røre din telefon for at låse den op. Disse telefoner kunne endda indeholde ultralyd til trådløs opladning, hvor ultralydenergi kunne konverteres til elektrisk energi i telefonen. Denne energi projiceres fra en transmitterenhed, der for eksempel er gemt på væggen i dit hus.
2. Akustiske hologrammer
Ultralyd er længe blevet brugt til at skabe to-dimensionelle billeder af kroppen, som læger kan studere. Men en meget nylig udvikling, der sandsynligvis vil fremtræde prominent i sundhedsområdet i fremtiden, er det akustiske hologram i ultralyd.
I denne teknik anvendes ultralyd til at bevæge mikropartikler i et bestemt medium for at danne et ønsket billede. For eksempel tvinges projicering af lydbølger gennem en specielt designet mønsterplade i vand indeholdende plastpartikler dem ind i en bestemt linie. Forskere mener, at denne form for akustisk holografi kunne bruges til at forbedre medicinsk billeddannelse, men også til at fokusere ultralydbehandlinger bedre.
3. Briller til blinde mennesker
En anden potentiel medicinsk anvendelse af ultralyd er at gøre det muligt for blinde at ”se” på en lignende måde som hvordan flagermus klarer sig med princippet om ekkolokering. I stedet for at registrere reflekterede lysbølger for at se objekter, sender flagermus ultralydbølger og bruger den reflekterede lyd til at finde ud af, hvor tingene er. Disse ekkoer kan give oplysninger om størrelsen og placeringen af dette objekt.
Forskere i Californien har oprettet en ultralydshjelm, der sender lignende ultralydbølger. Derefter konverterer de reflekterede signaler til hørbare lyde, som den menneskelige hjerne kan lære at behandle til et detaljeret mentalt billede af miljøet. Med tiden kunne denne teknologi blive mere praktisk og bærbar, måske endda en dag inkorporeret i specielt designet briller.
4. Traktorbjælker
Givet tilstrækkelig kraft er det muligt ultralyd at opløse objekter bare med lydbølger og flytte dem i forskellige retninger, effektivt som en science fiction-traktorstråle. Forskere fra University of Bristol har vist, at ved at kontrollere og fokusere lydbølger fra en række ultralydkilder kan skabe nok kraft til at løfte en perle i størrelse af jorden.
At løfte større genstande, såsom et menneske, ville kræve meget høje effektniveauer, og det er ikke fuldt ud forstået, hvor skadelig de akustiske kræfter ville være for en person. Men teknologien har potentialet til at revolutionere en række medicinske anvendelser. For eksempel kunne det bruges til at flytte medikamenter rundt i kroppen for at få dem til deres målceller.
5. Marsskannere
Ultralydteknologi undersøges allerede som et efterforskningsredskab. Ved høj effekt kan ultralydsvibrationer bruges til effektivt at kompakte materiale, ligesom en slags bor, der hamrer vej gennem. Dette er blevet foreslået til brug i søgningen efter underjordiske olie- og gasaflejringer. Ultralyd ekkolokering kan også bruges som en type sensor til at hjælpe antenne droner med at undgå forhindringer, så de kan sendes til farlige og vanskeligt tilgængelige steder.
Men efterforskning er ikke begrænset til Planet Earth. Hvis mennesker nogensinde besøger Mars, har vi brug for nye måder at analysere Marsmiljøet på. På grund af den lave tyngdekraft på Mars, ville konventionelle bor ikke være i stand til at presse ned med så meget kraft, så forskere ser på, hvordan ultralydsanordninger kunne bruges til at samle prøver i stedet.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Andrew Feeney, stipendiat i Ultrasonics, University of Warwick
