El sonido reverberado puede hacer que los objetos sean visibles. El sonar se utiliza en la industria del transporte marítimo para obtener información sobre los fondos marinos o bancos de peces, mientras que los ginecólogos utilizan imágenes de ultrasonido para estudiar los fetos en el útero. Procedimientos de prueba de materiales que verifican regularmente las fisuras en el riellas pistas o estructuras de soporte de aeronaves también se basan en ultrasonido.
Los investigadores de ETH Zurich han desarrollado un nuevo tipo de dispositivo de imagen acústica que, en lugar de producir una imagen fotorrealista de un objeto completo, muestra solo sus contornos y bordes ". Este tipo de método de medición ofrece resultados similares al filtro de detección de bordesen un software de procesamiento de imágenes, que permite identificar el contorno de objetos fotográficos prominentes con el clic del mouse ", explica Chiara Daraio, profesora de Mecánica y Materiales. Sin embargo, su método no está basado en software.extrae la información del contorno durante la etapa de medición acústica.
Para comprender cómo funciona este detector acústico de bordes, es importante saber que las ondas de sonido se reflejan en los bordes de una manera notable: la acústica cerca de los bordes está dominada por las llamadas ondas evanescentes. Estas ondas tienen una longitud de onda mucho más cortaque las ondas de sonido incidentes que las producen. A medida que las ondas evanescentes decaen muy rápido a medida que se propagan, solo se pueden medir muy cerca del borde. Los métodos para recuperar la información contenida en estas ondas se han desarrollado en el pasado; sin embargo, el ETHLos investigadores han ideado un nuevo método que intensifica las ondas evanescentes y las diferencia de las ondas de sonido más grandes que se reflejan de forma "normal".
Estructura de resonancia de una impresora 3D
El centro de este nuevo método radica en una nueva estructura de polímero desarrollada y producida en una impresora 3D por Miguel Molerón, un postdoc en el grupo de Daraio. La estructura es una tubería con una sección transversal cuadrada, cuyo interior se divide en cinco adyacentescámaras de resonancia conectadas a través de pequeñas ventanas. "La resonancia lograda por esta estructura intensifica las ondas evanescentes, y las cámaras sucesivas filtran las ondas más largas", explica Molerón. En la parte superior de la estructura, cuatro micrófonos miden el sonido transmitido.
Para crear una imagen de contorno, los científicos hicieron rebotar el sonido con una frecuencia específica del objeto a través de un altavoz. Fijaron la estructura de polímero con los micrófonos a un robot muy cerca de la superficie del objeto, lo que les permitió escanear sistemáticamente toda la superficiey generar la imagen de contorno a partir de los datos de sonido medidos.
Identificando los aspectos más relevantes rápidamente
Según los científicos, el nuevo método de medición es más útil cuando el objetivo es registrar información relevante sobre el objeto lo más rápido posible en lugar de obtener una imagen perfecta ". Hemos creado un método de imagen acústica con el que no se obtiene información innecesaria"No se registra", dice el profesor de ETH Daraio. "Los contornos y los bordes son suficientes para clasificar los objetos según su forma y tamaño, por ejemplo, o para identificar fisuras o defectos en la superficie de los materiales", agrega Modocón postdoc.
El trabajo realizado por los investigadores de ETH actualmente es solo una prueba de concepto. El método aún necesita ser refinado antes de que pueda aplicarse en la práctica. Los científicos usaron sonido a una frecuencia audible en su estudio. Sin embargo, también seríaes interesante adaptar el método para el ultrasonido que tiene longitudes de onda más cortas ". Debido a que el tamaño de la estructura del polímero debe ajustarse a la longitud de onda operativa, necesitamos miniaturizar la estructura. Ahora queremos saber hasta dónde podemos llegar con ella,"dice Molerón. Su objetivo es mejorar el método de imagen acústica para su uso potencial en investigación biológica o medicina.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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