Così si muovono gli oggetti con il suono

Se avete provato ad appoggiare la mano su un subwoofer, vi sarete sicuramente accorti delle vibrazioni prodotte dai suoni a bassa frequenza emessi dal diffusore, spesso talmente forti da riuscire a spostare un oggetto sulla sua superficie. È proprio su questo stesso principio che si sono basati i ricercatori della Aalto University in Finlandia che sono riusciti a controllare il movimento di diversi oggetti su una superficie vibrazionale controllata da una sola sorgente acustica, usando ad esempio dei piccoli pezzi di metallo per scrivere lettere e parole tramite la riproduzione di una serie di note.

Già nel 1878 il padre dell’acustica, Ernst Chladni, si era accorto che quando una superficie sta vibrando a una certa frequenza, gli oggetti posati su di essa tendono a muoversi verso delle specifiche posizioni, chiamate linee nodali, che dipendono appunto dalla specifica frequenza. Chladni tuttavia era convinto che il movimento degli oggetti prima di raggiungere la linea nodale fosse casuale. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, mostra invece come questi movimenti siano a loro volta prevedibili anche prima di raggiungere le linee nodali.

“Adesso abbiamo molta più libertà nel controllare il movimento di questi oggetti, e riusciamo a controllarne sei simultaneamente utilizzando un solo attuatore,” ha spiegato Quan Zhou, che ha condotto la ricerca, “Siamo molto eccitati per i risultati ottenuti, probabilmente si tratta di un nuovo record mondiale per il numero di movimenti indipendenti controllati da un solo altoparlante”.

Durante la ricerca, diversi oggetti sono stati collocati sulla superficie vibrante e ripresi da una telecamera in grado di seguirne il movimento e registrarlo su un computer. In base alle posizioni individuate, il computer cercava poi in una libreria di note musicali la nota che più probabilmente avrebbe spostato l’oggetto nella posizione desiderata. Dopo aver suonato la nota, il computer osservava la nuova posizione e cercava una nuova nota, e così via, fino a che l’oggetto non aveva raggiunto la sua destinazione. Le note suonate durante questi cicli formano una sequenza, simile a una melodia.

Gli scienziati hanno condotto ulteriori esperimenti con oggetti quali componenti elettroniche, gocce d’acqua, semi e caramelle. E non mancano le applicazioni pratiche, come ha spiegato Zhou: “Il sistema può essere usato per il trasporto e il riordinamento di microchip o per utilizzare piccoli volumi di liquidi. Inoltre, l’idea di base può essere trasferita ad altri sistemi che agiscono tramite vibrazione. Ad esempio, si potrebbe usare per creare onde e increspature per muovere oggetti galleggianti in un laghetto”.

Riferimenti: Nature Communications

(Credits immagine copertina: Quan Zhou / Aalto University)