超音波の力を使って、物体に触れずに空中へ浮かせる技術が大きく進化した。
日本の筑波大学とイギリスのブリストル大学の研究チームは、片側のスピーカーから特殊な超音波ビームを照射し、従来の約6倍となる40cm離れた場所で物体を浮かせて操ることに成功した。
これまでは距離が離れると物体を空中に安定して維持できなかったが、特殊な音の波を用いることで限界を突破したのだ。
この技術は、壊れやすいものや危険な物質を安全に扱う新たな手段として期待されている。
この研究成果は『Physical Review Letters［https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/pfkh-4x7j］』誌（2026年8月24日付）に掲載された。
音の力で物体を浮かせる「音響浮遊」の限界
音響浮遊とは、物理的に接触することなく、音波を使って物体を空中に浮かせる技術である。
物体に直接触れないため、壊れやすい材料や汚染を嫌う試料、危険な物質を安全に扱う手段として長年注目されてきた。
従来の音響浮遊システムは、装置に囲われた空間の上下など、対向する方向から音波を当てて物体を安定させる仕組みが主流だった。
片側からの音波だけで物体を浮かせる装置の開発も試みられてきたが、そこには物理的な限界があった。
ブリストル大学のブルース・ドリンクウォーター教授によると、音源から物体が遠ざかるにつれて、物体をその場に留める力は弱くなってしまうという。
距離が離れると、物体を固定するどころか遠ざけるように力が働くため、片側からの照射による長距離での浮遊は不可能とされていた。
特殊な超音波「ゼロ次ベッセルビーム」を採用
この限界を打ち破るため、筑波大学とブリストル大学の共同研究チームは新しい方法を試みた。
研究チームが着目したのは、「ゼロ次ベッセルビーム」と呼ばれる特殊な形の超音波ビームである。
一般的な音の波は、進むにつれて周囲へ広がり、エネルギーが分散して弱くなる。
だがベッセルビームは通常の音響ビームとは性質が異なり、長い距離にわたってビームが広がりにくい。高い強度の中心部分を維持したまま、まっすぐ進む性質を持っている。
研究チームは、物体を捕らえる場所そのものを変えた。
従来の方式では、音圧がほぼゼロの静かな点を高い音圧で囲い込み、そこに物体を閉じ込めていたが、研究チームはその逆に、ビームの中心にある音圧の高い領域で物体を捕らえたのだ。
この浮遊は理論上で予測されていたが、空中で実際に確かめられたのは今回が初めてである。
従来の6倍遠い40cm先での物体操作に成功
実験の結果、研究チームは音源から最大40cm離れた場所で、直径1.5mmの発泡ポリスチレン製の球体を安定して浮遊させることに成功した。
この距離は、これまで片側からの音響トラップで達成されていた距離の約6倍に相当する。
研究チームは片側からの超音波のみを用いて、空中に浮いた物体を3次元的に操作することにも成功している。
1つの球体だけでなく、複数の物体や球体ではない形の物体を浮かせることも可能である。
この技術は、障害物がある環境でも力を発揮する。物理的な障害物の奥にある物体でさえ、見えない音の力で捕捉して浮遊させられることが実証された。
触れずに運べる新技術がもたらす未来の可能性
今回の研究は、片側からの配置だけで、3次元的に安定した音響浮遊を実証した世界初のケースとなった。
空間を物理的に囲う必要がないため、これまで以上に自由な環境で物体を操作できる。
筑波大学の伏見龍樹助教は、この技術は開かれた環境において、長距離での非接触操作を可能にすると説明している。
この手法が自動化された実験や3次元ディスプレイ、壊れやすい材料や危険物の取り扱いなどに活用されることが期待される。
離れた場所から見えない力で物体を引き寄せたり動かしたりする技術は、もはやSF映画の中だけの話ではなくなりつつあるのだ。
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References: 物体に超音波ビームを従来の6倍の距離から照射し浮遊させることに成功［https://www.jst.go.jp/pr/announce/20260826-3/index.html］ / August: Ultrasonic beam extends acoustic levitation range sixfold | News and features | University of Bristol［https://www.bristol.ac.uk/news/2026/august/ultrasonic-beam-extends-acoustic-levitation-range-sixfold-.html］ / DOI：10.1103/pfkh-4x7j［https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/pfkh-4x7j］
