Tesis doctorales DIMI - MIIS Doktoretza tesiak

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http://hdl.handle.net/2454/14777

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Browsing Tesis doctorales DIMI - MIIS Doktoretza tesiak by Subject "Applied physics"

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    PublicationOpen Access
    Holographic acoustic elements for manipulating levitating particles. Applications in human-computer interaction
    (2016) Marzo Pérez, Asier; Ardaiz Villanueva, Óscar; Ingeniería Matemática e Informática; Matematika eta Informatika Ingeniaritza
    En esta tesis doctoral demostramos simultáneamente atrapamiento 3D, traslación y rotación de las partículas utilizando dispositivos de una sola cara. Esto se logra mediante el ajuste de manera óptima los retardos de fase usados para alimentar los transductores; de esta manera se generan estructuras acústicas sin precedentes y sin recurrir a lentes físicas, transductores hechos a medida o accionamiento mecánico. Nuestro método genera trampas óptimas en las posiciones deseadas con cualquier disposición espacial de los transductores; además, mejora significativamente los manipuladores anteriores. Presentamos tres trampas acústicas óptimas: trampas pinza, un nuevo fenómeno acústico que también puede rotar objetos; trampas tornado, cuyas capacidades de levitación se mostraron teóricamente y recientemente se observaron experimentalmente usando una lente acústica fija; y trampas en botella, que nunca han sido ni probadas ni sugeridas para levitar objetos. También introducimos el concepto de elementos holográficos acústicos basado en la interpretación de los retardos de fase como una placa holográfica que combina la codificación de elementos acústicos. Esta teoría permite el análisis y la generación eficiente de trampas acústicas, así como comparaciones con trampas ópticas. Este trabajo lleva las ventajas de la levitación óptica (es decir, un solo haz, rotación, control holográfico y múltiples partículas) a la eficiencia y versatilidad de la levitación acústica. Como resultado, esperamos el desarrollo de potentes rayos tractores, pantallas físicas 3D o control de micro-máquinas que están dentro de nuestro cuerpo. Nuevas aplicaciones en interacción hombre-máquina (IHM) se pueden derivar de la posibilidad de posicionar en medio del aire objetos a distancia e incluso a través de obstáculos. En la configuración más básica, movemos partículas sobre una superficie para pintar sobre la arena o líquidos a distancia y sin contacto. Un sistema más avanzado puede posicionar un par de objetos en 3D, esto nos permite representar funciones y posiciones de objetos tales como aviones o asteroides. El objetivo final sería crear un display compuesto de cientos de partículas que levitan de forma independiente para formar diferentes formas.