A visszavert hang láthatóvá teszi az objektumokat. A szonárt a hajózásba használják, hogy információt szerezzenek a tengerfenékről vagy a halrajokról, míg a nőgyógyászok az ultrahang felvételeket arra használja, hogy a magzatokat tanulmányozzák az anyaméhben. Akusztikus eljárással, ultrahanggal anyagvizsgálatot is végezhetnek, hogy rendszeresen ellenőrizzék a vasúti sínek repedéseit vagy a repülőgép tartószerkezeteit. A kutatók a zürichi ETH-ban most kifejlesztettek egy új típusú akusztikus képalkotó berendezést, amely az egész objektum fotórealisztikus képének előállítása helyett csak a kontúrokat és az éleket mutatja. "Ez a fajta mérési módszer hasonló eredményeket produkál, mint a körvonal-létrehozó szűrő egy képfeldolgozó szoftverben, amely lehetővé teszi a vizsgált tárgyak körvonalának azonosítását egyetlen egér-kattintással," magyarázza Chiara Daraio professzor. Az ő módszere azonban nem szoftver alapú. Ehelyett a módszere segítségével felépített berendezés mintegy kivonatolja a kontúr információkat, már az akusztikai mérési szakaszban. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik ez az akusztikus kontúr-érzékelő, fontos tudni, hogy a hanghullámok az élekről figyelemre méltó módon verődnek vissza: a szélek közelének akusztikáját az úgynevezett evaneszcens (tűnékeny) hullámok dominálják. Ezek a hullámok sokkal rövidebb hullámhosszúak, mint azok a beeső hanghullámok, melyek kiváltják őket. Mivel az evaneszcens hullámok eltűnése tovaterjedésük során nagyon gyors, azokat csak rendkívül közel a szélekhez lehet észlelni, mérni. Azokat a módszereket, melyek segítségével kinyerhetjük az információkat ezekből a hullámokból, már régebben kidolgozták, ám a módszerek hasznosítására csak most nyílt lehetőség, azáltal, hogy az ETH kutatói kidolgoztak egy új módszert, amely felerősíti az evaneszcens hullámokat, és lehetővé teszi megkülönböztetésüket a nagyobb hullámhosszú hanghullámoktól, amelyek "normál" módon verődnek vissza a vizsgált tárgy felületéről. Az új módszer középpontjában egy új polimer struktúra rejlik, melyet Miguel Molerón, aki posztdoktori ösztöndíjas Daraio csoportjában, fejlesztett ki és gyártott le egy 3D-s nyomtató segítségével. A szerkezet egy cső, amely négyzet keresztmetszetű, s a belsejében öt szomszédos rezonancia kamrára oszlik, melyek kis ablakokkal kapcsolódnak egymáshoz. "A rezonancia által ez a szerkezet felerősíti az evaneszcens hullámokat, és az egymást követő kamrák kiszűrik a hosszabb hullámokat", magyarázza Molerón. A struktúra végén mikrofon detektálja az átbocsájtott hangot. A körvonal- kép létrehozásához a tudósok egy adott frekvencián kibocsájtották a vizsgáló hangnyalábot, a polimer struktúrát a mikrofonnal egy robothoz kapcsolták, amely nagyon közel kerülhetett a vizsgált tárgy felületéhez, s ez az elrendezés lehetővé tette számukra, hogy szisztematikusan átvizsgálják a teljes felületet, és ezáltal generálhassák a körvonal képet a mért adatokból. A tudósok szerint, az új mérési módszer akkor a leghasznosabb, ha a cél az, hogy információt nyerjenek a vizsgált objektumról a lehető leggyorsabban, s nem a tökéletes kép létrehozása. "Létrehoztunk egy olyan akusztikus képalkotó eljárást, amellyel egy sor felesleges információ nem kerül rögzítésre," mondja Daraio, az ETH professzora. "A körvonalak és élek azonosítása alapján az objektumok alakja és mérete megállapítható, és így be lehet azonosítani őket, vagy fel lehet fedezni a repedéseket, vagy a felületi hibákat", tette hozzá Molerón. Az új módszer természetesen még finomításra szorul, mielőtt alkalmazni lehetne a gyakorlatban. A kutatók jelenleg a hallható frekvencia tanulmányban levő hangokat használtak. Rövidebb hullámhosszak esetében, azaz a vizsgálatokban megszokott ultrahangok esetében természetesen a polimer struktúra méreteit is harmonizálni kell: kérdéses még, hogy ezen az úton, a méretek csökkentésében meddig tudnak elmenni. Fő céljuk, hogy a biológiai és orvosi kutatásokban javítsák az ultrahang képalkotó technika hatékonyságát és teljesítőképességét. Szemlézte: elitmed.hu, Kolin Péter Forrás: https://www.ehealthnews.eu/