09/12/22 Un nouvel idéal social, la manipulation métamatérielle

Depuis plusieurs années, la crainte des maladies contagieuses a conduit le commerce et la banque a privilégier les procédures sans contact, que ce soit concernant les commandes dans les supermarchés ou les paiements dans les banques. Mais il fallait aller plus loin. Il fallait permettre à chacun de déplacer des objets, sur les lieux de travail ou chez soi, sans avoir à les toucher.

L’objectif à cette fin sera est d’utiliser des ondes sonores. Couramment pratiquées dans les relations avec les animaux domestiques, cette méthode sera désormais étendue dans le cadre des relations avec les objets.

Le pilotage à la voix des automobiles se pratique déjà, mais elle fait un peu peur. Ce ne sera plus le cas dans l’industrie, le commerce ou la vie domestique. Des ordres tels que « placard ouvre toi » ou « perceuse fore un trou ici » deviendront la pratique courante. Il va de soi que lorsque l’utilisation des robots autonomes se généralisera, ce sera principalement vocalement que l’on communiquera avec eux.

Mais pourquoi s’arrêter là ? Les recherches actuelles dans le domaine dit de la physique métamatérielle montrent que pour déplacer des objets lourds il faut faire appel aux principes de cette physique. A cette fin les métamatériaux ou les métasurfaces de ces objets seront recouverts de petits motifs qui pourront renvoyer le son dans toutes les directions désirées. Il sera ainsi possible de contrôler les forces acoustiques qui s’exercent sur ces objets et de les proportionner aux objectifs recherchés

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Référence

Shaping contactless radiation forces through anomalous acoustic scattering

 Nature Communications  13, Article number: 6533 (2022) 

Abstract

Waves impart momentum and exert force on obstacles in their path. The transfer of wave momentum is a fundamental mechanism for contactless manipulation, yet the rules of conventional scattering intrinsically limit the radiation force based on the shape and the size of the manipulated object. Here, we show that this intrinsic limit can be broken for acoustic waves with subwavelength-structured surfaces (metasurfaces), where the force becomes controllable by the arrangement of surface features, independent of the object’s overall shape and size. Harnessing such anomalous metasurface scattering, we demonstrate complex actuation phenomena: self-guidance, where a metasurface object is autonomously guided by an acoustic wave, and tractor beaming, where a metasurface object is pulled by the wave. Our results show that bringing the metasurface physics of acoustic waves, and its full arsenal of tools, to the domain of mechanical manipulation opens new frontiers in contactless actuation and enables diverse actuation mechanisms that are beyond the limits of traditional wave-matter interactions.

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