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Miraima Technology

音響浮揚

技術カテゴリーacoustics

音響浮揚は、音響放射圧や音場の勾配を利用して対象物に非接触で力を与え、重力に抗して保持し、位置や姿勢を操作する技術です。超音波トランスデューサー、反射板、対向配置、フェーズドアレイ、音響ホログラムなどで圧力節や三次元トラップを形成します。小さな粒子、液滴、試料の非接触搬送・混合・分析で研究されていますが、大型物体を自由空間で長距離搬送する技術ではなく、磁気浮上や空気圧浮上は含みません。

Maturity & Adoption

技術成熟度と実用化状況

技術成熟度

技術としてどこまで成熟しているか

成熟度:TRL 5 / 9(実環境試験)
評価対象
空気中でミリメートル級の粒子・液滴・試料を超音波フェーズドアレイまたは対向音源で保持・移動する実験システム
評価日
2026-08-14

単面フェーズドアレイによる三次元保持・移動・回転と、複数試料の動的操作が研究装置で実証されています。一方、対象寸法、密度、音圧、安全性、作業空間が限定され、汎用搬送設備としての運用実績は限られるためTRL 5と評価します。

実用化ステータス

社会でどこまで利用されているか

現在の状況:限定導入

材料・液滴の非接触保持、結晶化、試薬混合、音響ピンセット、空中触覚・表示研究などで、研究装置と限定的な実験利用があります。

主な制約

安定保持できる質量と寸法、音場の作業範囲、反射・散乱、複数物体間の相互作用、音圧と発熱、位置フィードバック、装置較正が制約です。

Technology Evolution

技術の歴史と今後の進展

Technology Timeline

音響浮揚の進展

確認済み事実

音響浮揚の進展技術分野について確認された過去から現在までの事実。実線と塗りつぶしノードで表します。各ノードから同じ番号の詳細へ移動できます。011991/8対向音源に…確認済み022013/12超音波フェ…確認済み032015/10単面アレイ…確認済み042024/9複数試料を…確認済み2026 現在
  1. 01
    確認済み

    対向音源による音響浮揚・位置制御特許を公開

    独立した対向音源の干渉と位相調整により、物体を保持・移動する装置構成が公開されました。

  2. 02
    確認済み

    超音波フェーズドアレイで三次元空中操作を実証

    複数の超音波アレイで局所的な定在波を形成し、ミリメートル級物体を三次元に保持・移動する構成が報告されました。

  3. 03
    確認済み

    単面アレイによる保持・移動・回転を報告

    位相最適化した超音波フェーズドアレイで、単面から粒子を三次元保持し移動・回転させる音響ホログラム手法が示されました。

  4. 04
    確認済み

    複数試料を動的操作するMultiLevを開発

    Bristol大学が二つの対向フェーズドアレイで複数試料を保持・移動・合流させる研究システムを公表しました。

Technology Roadmap

編集部予測

音響浮揚の進展予測

音響浮揚の進展予測現在から未来への編集部予測。破線と白抜きノードで不確実な予測を表します。各ノードから同じ番号の詳細へ移動できます。2026 現在012027–2030位置計測を…可能性が高い022028–2033複数液滴の…実現可能性あり032030–2038対象別の保…実現可能性あり
  1. 01
    可能性が高い

    位置計測を用いた閉ループ安定化が普及

    カメラや反射波から位置を推定し、位相と振幅を自動補正する研究装置が増えると予測します。

    予測根拠

    現行装置は位相制御でトラップを移動でき、既存特許も位置検出と位相フィードバックを示しているためです。

  2. 02
    実現可能性あり

    複数液滴の非接触工程を限定実装

    汚染を避けたい分析・混合工程で、複数試料の保持、移動、合流を一体化した装置が限定導入される可能性があります。

    予測根拠

    MultiLevが複数試料の移動と合流を実証していますが、再現性と処理量の検証が必要なためです。

  3. 03
    実現可能性あり

    対象別の保持限界と安全評価が整備

    対象物の寸法・密度・形状、音圧、距離、作業時間ごとの性能表示と安全評価が調達仕様に組み込まれると予測します。

    予測根拠

    現状の成果は粒子・液滴と限定空間に依存し、用途間で性能を比較する共通条件が不足しているためです。

Technology Roadmapは技術分野の進展予測です。Future Toolの実現時期を示すものではありません。

Related Technologies

関連Technology

現在、関連技術は登録されていません。

Future Tools

この技術を使っている未来道具(2件)

Organizations

関連企業・研究機関

この技術に関わる代表的な企業・研究機関・標準化団体です。

大学

University of Sussex

単面音響ホログラムによる浮揚・操作研究へ直接参加しています。

代表研究

Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects

Ultraleap

前身Ultrahapticsの研究者が超音波フェーズドアレイによる音響操作研究へ参加しています。

代表研究

Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects

大学

The University of Tokyo

超音波フェーズドアレイによる三次元空中音響操作の初期研究に関与しています。

Patents

関連特許

  1. Method and apparatus for acoustic levitation

    公開番号 US5036944A

    特許情報を見る (外部サイトを新しいタブで開きます)

Sources

論文・一次情報