Un rayo tractor como el de Star Trek hace levitar objetos

Los rayos o haces tractores son misteriosos haces que sirven para agarrar y levantar objetos. El concepto ha sido utilizado por escritores de ciencia ficción y de series como Star Trek o La Guerra de las Galaxias, pero también ha fascinado a los científicos e ingenieros, que en los últimos años han presentado algunos prototipos con láser y a pequeña escala.

Pero ahora, investigadores de las universidades de Bristol y Sussex (Reino Unido), en colaboración con la compañía Ultrahaptics y la Universidad Pública de Navarra, han construido el primer rayo tractor sónico del mundo, que puede levantar y mover objetos mediante ondas de sonido. Con ellas generan un holograma acústico para coger y mover pequeños objetos, como bolitas.

La técnica, cuyos detalles se publican en Nature Communications, se podría desarrollar para una amplia gama de aplicaciones, como una línea de producción sónica para transportar objetos delicados y ensamblarlos, todo ello sin contacto físico. Por otro lado, una versión en miniatura también podría capturar y transportar cápsulas de medicamentos o instrumentos microquirúrgicos a través de los tejidos vivos.

Asier Marzo, investigador de la Universidad Pública de Navarra y autor principal del estudio, considera "una experiencia increíble la primera vez que vimos objetos levitando dentro del rayo tractor, aunque ahora hay que seguir adelante desarrollando las aplicaciones que puedan ser de utilidad real para la sociedad".

Por su parte, Bruce Drinkwater, profesor de ultrasonidos en el departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Bristol, añade: "Todos sabemos que las ondas sonoras pueden tener un efecto físico, pero aquí hemos conseguido controlar el sonido en un grado que nunca antes se había alcanzado".

Y Sriram Subramanian, profesor de Informática en la Universidad de Sussex y cofundador de Ultrahaptics explica que este dispositivo permite manipular objetos en el aire, aparentemente desafiando a la gravedad: "Controlamos individualmente docenas de altavoces y así conseguimos la solución óptima para generar el holograma acústico que permite manipular varios objetos en tiempo real, sin contacto".

En total, los investigadores utilizaron 64 altavoces en miniatura para crear ondas de sonido de tono e intensidad altos. El rayo tractor opera rodeando el objeto con un sonido de alta intensidad, y esto crea un campo de fuerza que sostiene a los objetos en su lugar. Controlando cuidadosamente la salida de los altavoces el objeto puede ser mantenido en su lugar, movido o girado.

El equipo ha demostrado que con tres formas diferentes de campos de fuerza acústicos se pueden crear los rayos tractores. El primero es un campo de fuerza acústica, que se asemeja a un par de dedos o pinzas. El segundo es un vórtice acústico, donde los objetos quedan atrapados en el centro mientras rotan a gran velocidad, y el tercero se asemeja a una jaula acústica de alta intensidad que rodea a los objetos y los mantiene en su lugar desde todas las direcciones.

Otros trabajos previos relacionados con estudios acústicos tuvieron que rodear el objeto con los altavoces, lo que limitaba la amplitud del movimiento del objeto y restringía muchas de las aplicaciones de esta tecnología. Según los autores del estudio actual, el año pasado algunos colegas de la Universidad de Dundee (Escocia) presentaron un prototipo de haz tractor, pero no consiguieron mantener ningún objeto en el rayo.