Courtesy of InterestingEngineering

Metamaterial Pintar yang Bisa Disesuaikan Real-Time untuk Pengobatan dan Teknologi

Mengembangkan metamaterial akustik yang dapat dikonfigurasi ulang secara real-time untuk mengatasi keterbatasan metamaterial tradisional, sehingga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari pengobatan hingga pengurangan hambatan dan efisiensi energi.

26 Nov 2025, 17.52 WIB

214 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Metamaterial akustik yang baru dapat disesuaikan secara real-time dengan banyak konfigurasi.
Aplikasi medis dari metamaterial ini berpotensi untuk meningkatkan teknik pencitraan dan pengobatan non-invasif.
Penggunaan algoritma AI dapat membantu dalam optimisasi dan navigasi desain metamaterial yang kompleks.

Connecticut, Amerika Serikat - Para peneliti dari University of Connecticut berhasil mengembangkan metamaterial akustik yang dapat dikendalikan dan disesuaikan dalam waktu nyata. Bahan ini mampu mengubah cara gelombang suara berperilaku dengan mengatur posisi dari pilar-pilar kecil yang berbentuk unik dan dapat berputar dengan presisi satu derajat. Ini memungkinkan metamaterial diatur sesuai kebutuhan tanpa batasan frekuensi atau fungsi tetap seperti metamaterial lama.

Metamaterial ini terdiri dari grid 11×11 pilar berbentuk seperti inti apel yang memiliki permukaan cekung. Pilar-pilar ini dapat diputar melalui motor sehingga arah gelombang suara yang memantul dari permukaannya juga bisa dikendalikan. Dengan cara ini, gelombang suara dapat dibentuk untuk fokus, dibengkokkan, atau diredam sesuai kebutuhan.

Salah satu aplikasi penting dari inovasi ini adalah di bidang medis, khususnya terapi non-invasif untuk tumor otak atau batu ginjal. Metamaterial mampu memfokuskan gelombang suara dengan sangat presisi pada titik tertentu, sehingga membantu menghancurkan tumor tanpa merusak jaringan di sekitarnya. Ini sangat bermanfaat bagi pasien yang tidak dapat menjalani operasi konvensional.

Karena jumlah konfigurasi yang bisa dihasilkan oleh metamaterial ini hampir tak terbatas, para peneliti menggunakan teknologi kecerdasan buatan untuk mengoptimalkan dan memahami bagaimana pengaturan pilar memengaruhi gelombang suara. Pendekatan ini memungkinkan material menjadi pintar dan bisa menyesuaikan dirinya untuk berbagai fungsi secara otomatis.

Penemuan ini membuka banyak peluang di bidang pengobatan, teknologi suara, dan efisiensi energi, seperti pengurangan hambatan pada kendaraan dan alat-alat lainnya. Studi lengkap tentang metamaterial ini sudah dipublikasikan di jurnal bergengsi PNAS pada akhir November 2023, menandai kemajuan besar dalam ilmu material dan rekayasa gelombang.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/metamaterial-with-more-shapes-than-atoms

Analisis Ahli

Osama R. Bilal

"Kemampuan metamaterial ini untuk memiliki konfigurasi lebih banyak dari jumlah atom di alam semesta membuka era baru dalam desain material yang sepenuhnya dapat disesuaikan dan dikendalikan secara real-time."

Analisis Kami

"Pengembangan metamaterial ini merupakan loncatan besar dalam ilmu material, memadukan mekanika presisi dengan teknologi AI untuk membuka peluang yang belum pernah ada sebelumnya. Namun, tantangan utama tetap pada optimasi dan penerapan skala besar agar teknologi ini benar-benar dapat diadopsi luas dalam industri dan medis."

Prediksi Kami

Di masa depan, metamaterial ini akan menjadi alat pintar yang otonom melalui pembelajaran mesin, memungkinkan berbagai inovasi di bidang medis, teknologi suara, dan efisiensi energi dengan kemampuan adaptasi tanpa batas.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dimaksud dengan metamaterial akustik yang baru dikembangkan?

Metamaterial akustik yang baru dikembangkan adalah material yang dapat mengontrol gelombang suara dengan cara membengkokkan, meredam, atau memfokuskan suara.

Apa saja aplikasi potensial dari metamaterial ini?

Aplikasi potensial dari metamaterial ini termasuk pencitraan medis, peredam suara, dan pengurangan gaya gesek pada objek yang bergerak.

Bagaimana cara kerja struktur metamaterial tersebut?

Struktur metamaterial terdiri dari grid 11×11 pilar asimetris yang dapat diatur sudutnya secara individu, memungkinkan penyesuaian fungsi secara real-time.

Apa tantangan dalam mendesain metamaterial ini?

Tantangan dalam mendesain metamaterial ini adalah banyaknya kemungkinan konfigurasi yang harus dinavigasi, yang membuat penghitungan manual tidak mungkin.

Siapa yang terlibat dalam penelitian ini dan di mana penelitian ini dilakukan?

Penelitian ini dilakukan oleh Osama R. Bilal dan timnya di Universitas Connecticut.