據外媒報道，來自東京都立大學的研究人員開發了一種新技術，可以利用聲波對小型物體進行非接觸操作。他們使用一個半球形的超聲換能器陣列來產生一個三維聲場，該聲場能穩定地捕獲並將一個小聚苯乙烯球從反射表面上抬起。儘管他們的技術採用了一種類似於生物學中激光誘捕的方法，但可適應更廣泛的顆粒大小和材料。
不接觸物體而移動物體的能力可能聽起來像魔術，但在生物學和化學界，被稱為光學捕獲（optical trapping）的技術多年來一直在幫助科學家利用光來移動微觀物體。事實上，授予亞瑟·阿斯金（1922-2020）的2018年諾貝爾物理學獎中，有一半是為了表彰這項技術的卓越成就。但是，激光的使用並非沒有缺點，特別是對可移動的物體的屬性所造成的限制。
而“聲學捕獲”這是一種使用聲音而不是光波的替代方法。聲波可以應用於更廣泛的物體尺寸和材料，以至於可以成功操縱毫米級的顆粒。儘管它們出現的時間沒有光學對應物那麼長，但聲學懸浮和操縱在實驗室環境和其他方面都顯示出非凡的前景。但是需要克服的技術挑戰是巨大的。特別是，要單獨和準確地實時控制大量的超聲換能器陣列，並獲得正確的聲場來提升遠離換能器本身的物體，特別是在反射聲音的表面附近，這並不容易。
現在，來自東京都立大學的研究員Shota Kondo和副教授Kan Okubo想出了一種新的方法，利用半球形的換能器陣列將毫米大小的物體從反射表面抬起。他們驅動陣列的方法並不涉及單個元素的複雜尋址。相反，他們將陣列分割成可管理的區塊，並使用反向濾波器找到最佳的相位和振幅來驅動它們，以便在離換能器本身一定距離的地方形成一個單一的陷阱。通過調整他們如何隨時間驅動這些塊，他們可以改變其目標場的位置，並移動他們所捕獲的粒子。他們的發現得到了陣列所產生的三維聲場模擬的支持，當然也得到了他們用聚苯乙烯球進行的實驗的支持，這些實驗本身就說明了問題（見視頻）。
儘管在保持粒子被捕獲和穩定方面仍然存在挑戰，但這項令人興奮的新技術有望在將聲學捕獲從科學好奇心轉變為實驗室和工業的實用工具方面取得重大進展。