音は「聞くもの」、だけではないSound is not just for hearing
INTRODUCTION見えない「音の波」で、物体を空中に浮かせて動かすことができるとしたら？ 本ブースでは、超音波を使って空中に力を生み出し、小さな物体を浮遊・操作する 不思議な現象を体験できます。音の強さを“見える化”しながら、実際に物体が空中で動く様子を観察し、 「音＝聞くもの」という常識を覆す新しい科学体験を提供します。 What if invisible waves of sound could lift objects into the air and move them around? At our booth, ultrasound creates real forces in mid-air, levitating and steering small objects before your eyes. We make the strength of the sound field visible while you watch objects float — a science experience that overturns the idea that sound is only something you hear.
「超音波」とは、高すぎてヒトには聞こえない音のこと。どれくらい高いのか、聞こえる音の高さをくらべてみましょう。Ultrasound is sound too high-pitched for humans to hear. How high, exactly? Compare the hearing ranges below.
大人には聞こえない高い音も、子どもには聞こえることがあります。本展示で使う40 kHzの音は、 ヒトにはまったく聞こえませんが、イヌやネコには「聞こえる音」。イルカは150 kHzもの超音波を使って 仲間と会話したり、まわりの様子を探ったりしています。Children can often hear high sounds that adults no longer can. The 40 kHz sound used in this exhibit is completely inaudible to humans — but dogs and cats could hear it. Dolphins go much further, using ultrasound up to around 150 kHz to talk to each other and sense their surroundings.
三つの実験装置Three demonstrations
DEMONSTRATIONS — FIG. 1–3HANDS-ON ── さわって、浮かせるHANDS-ON ── Touch & levitate
小型音響浮遊装置「TinyLev」"TinyLev" — a desktop acoustic levitator
向かい合う二つのお椀型の超音波スピーカーが、その間に定在波という「見えない波の柱」をつくります。 小さな粒をそっと入れると、波の節にぴたりと捕まり、宙に浮かんだまま静止します。 お子さま自身の手で体験できる導入デモです。Two bowl-shaped sets of ultrasonic speakers face each other, building a standing wave — an invisible pillar of sound — between them. Gently place a small bead inside and it snaps to a node of the wave, floating perfectly still in mid-air. An introductory demo children can try with their own hands.
TYPE: 定在波浮遊standing-wave levitationOBJECT: 小さな発泡粒small foam beads操作: 来場者BY: you, the visitor
VISUALIZE ── 波を、見るVISUALIZE ── See the waves
音響ホログラムによる音場の可視化Acoustic holograms, made visible
たくさんの小さな超音波スピーカーを巧みに制御すると、空中の好きな場所に 音の強い領域を描けます。これが「音響ホログラム」。あなた自身の手で感熱紙をかざすと、 目に見えない音の場がスマイリーの模様となって浮かび上がります。By carefully controlling many tiny ultrasonic speakers, we can "draw" regions of strong sound anywhere in the air — an acoustic hologram. Hold a sheet of thermal paper into the field with your own hands, and the invisible sound emerges as a smiley-face pattern.
TYPE: 音響ホログラムacoustic hologram検出: 感熱紙DETECTOR: thermal paper操作: 来場者BY: you, the visitor
BEYOND ── 1 cm の物体が、宙を舞うBEYOND ── A 1 cm sphere in mid-air
双面アレイによる大型物体の浮遊操作Levitating a larger sphere between twin arrays
超音波スピーカーの板を上下二枚向かい合わせ、音の焦点を精密に制御することで、 直径約1 cmの球を空中で安定に浮遊させます。FIG.1の小さな粒よりずっと大きな物体が 宙に静止する様子を、間近でご覧ください。Two plates of ultrasonic speakers face each other above and below, and by precisely shaping the focus of the sound we hold a sphere about 1 cm across stably in mid-air. Come and see, up close, an object far larger than the little beads of FIG. 1 standing still in the air.
OBJECT: 球 ⌀ ~1 cmsphere, ⌀ ~1 cm操作: 研究スタッフBY: research staff
この技術が拓くものWhat this technology opens up
APPLICATIONS音は、未来のインターフェースSound: an interface for the future
非接触操作、衛生的なインターフェース、空中触覚、身体拡張、アクセシビリティ── 超音波は医療・福祉・製造・エンターテインメントを横断する社会基盤技術として 期待されています。「どんな場面で役に立つだろう？」研究者・学生スタッフと 一緒に考えてみませんか。Contactless control, hygienic interfaces, mid-air haptics, body augmentation, accessibility — ultrasound is expected to become an infrastructure technology spanning medicine, welfare, manufacturing and entertainment. Where could it be useful? Come and think it over together with our researchers and students.
FIG.1 → FIG.2 → FIG.3 の順で約5〜8分。各デモは独立しているので、 お好きなものだけの見学も歓迎です。FIG. 1 → FIG. 2 → FIG. 3 takes about 5–8 minutes in total. Each demo stands alone, so you are welcome to try only the ones you like.