Машина, която мигновено материализира предмети с помощта на ултразвукови холограми,

Машина, която незабавно материализира предмети благодарение на ултразвукови холограми, звучи като нещо, което може да се откри на борда на галактическия транспортен съд " Ентърпрайз " от сериала “Стар Трек ”. Но неотдавнашен пробив на немски учени трансформира това от научна фантастика в действителност.    В ново изследване, оповестено в списание Science Advances от Института за медицински проучвания " Макс Планк " и Хайделбергския университет, се преглежда идея за " безконтактно 3D принтиране " и по какъв начин сходна технология би могла да се употребява. По съответно за принтиране на живи тъкани, оповестява Fast Company.     Докато с цел да построи избран обект обичайното 3D принтиране разчита на прибавяне на пласт след пласт, тази нова идея употребява звукови талази, които могат да придвижват материята, без да я допират физически. И най-важното, показват от изданието - учените са намерили метод да изградят всяка мечтана 3D форма, употребявайки тези талази.    Според Кай Мелде, водещ създател на проучването, тази технология има огромен капацитет при " сглобяването на биологични кафези ", защото " ултразвукът е гальовен и нетоксичен за клетките, а отдалеченото безконтактно сглобяване оказва помощ да се резервира яловост ".    По думите му стандартните способи за принтиране на жива тъкан имат голям брой недостатъци, тъй като са мудни и ползват машинален или химичен стрес върху биологичните кафези.    

Ултразвукът като задвижваща сила 
Ако в миналото сте били на концерт, то сигурно знаете, че звукът влияе върху физическата материя. На това разчита и екипът на Мелде, който преди да стартира работата си по този план към този момент е манипулирал с ултразвукови акустични полета материя по елементарни способи като организирането ѝ към една точка или в прави линии.     Научното изобретение обаче идва, когато учените се замислят по какъв начин да употребяват холограми за оформяне на обекти в 3D пространството, споделя Fast Company, само че вместо от светлина, те да се оформят от ултразвук. По различен метод казано, представете си звуковите талази като невидими ръце, които оформят материята, без да я допират.    Това, несъмнено, не е лесна за решение задача. Създаването на триизмерни форми изисква потреблението на голям брой холографски полета, които се наслояват и взаимодействат между тях. Алгоритмите, нужни за пресмятане на формите на холограмите, са изключително комплицирани за основаване.    " Един от проблемите при 3D изчисленията е, че условията за памет бързо нарастват, когато се добави третото измерение ", споделя Мелде. " След това на всичкото от горната страна би трябвало да се пресметна вълновото поле за целия размер - нещо, което се повтаря още веднъж и още веднъж в процеса на оптимизация. "     За да решат това изчислително предизвикателство, учените се обръщат към процесорите, употребявани в геймърските карти за визуализиране на реалистични 3D светове, и към TensorFlow на Гугъл - най-популярния програмен продукт за машинно образование и изкуствен интелект.      След като изчисленията са направени, е време да се " отпечата " обектът. Това е относително елементарен развой - към този момент патентованата машина “изстрелва ” ултразвуковите полета, оформяйки биологичните кафези (или в действителност всяка микроскопична материя), които се суспендират в течност, захранваща ги с хранителни субстанции, с цел да ги поддържа живи.     Удивителното е, че това е развой в една-единствена стъпка - обектът се оформя незабавно и напълно, за разлика от обичайните процеси на 3D принтиране, които лишават доста време поради потребността от утайване, посова още Fast Company.