科学家开发出一种新方法，从长声波中区分很弱和短的声波。当用于声学成像时，他们的技术只能够检测出物体的轮廓。

返回的声波可使物体可见。航运声纳用于获得海床或鱼群的信息，妇科医生也使用超声图像研究子宫里的胎儿，用于定期检查铁轨或飞机支撑结构裂纹的材料试验方法也基于返回的超声波测定。

苏黎世联邦理工学院(ETH)的研究人员已经开发出一种新型的声成像设备，但并不能生成整个物体的真实形象，只显示其轮廓和边缘。“这种测量方法得到的结果与图像处理软件的边缘检测滤波器类似，通过鼠标点击软件，识别出对象的轮廓，”力学和材料学教授Chiara Daraio解释道。然而，她的方法并不是基于软件，而是在声学测量时提取轮廓信息。

为了理解这些声边缘检测器如何工作，重要的是要知道声波以一种特别的方式被边缘反射：边缘附近的声波以所谓的衰减波为主，这些波比入射声波的波长要短得多。因为衰减波在传播时衰减得很快，只能在靠近边缘处测量。在过去，恢复衰减波信息的方法已经被开发；但ETH的研究人员目前发明了一种新的方法，可强化衰减波并从正常反射强声波中区分出来。

来自于3D打印机的共振结构

新方法的核心是一种新开发的3D打印聚合物结构，由Daraio研究小组的博士后Miguel Molerón开发。该结构是正方形截面的管状结构，内部由小窗口连接的五个相邻共振腔构成。“通过这种结构共振强化衰减波，并连续地从长波中分离出来，”Moleron解释说。在结构的顶部，四个麦克风测量传递的声波。

为了创建轮廓图像，科学家通过扬声器以特定的频率反弹声波。他们把带有麦克风的聚合物结构贴近到物体表面的机器人，这使得它们能够系统地扫描整个表面，同时根据测量的声波数据生成轮廓图像。

快速确定最相关的部分

科学家称，如果为了尽快记录对象的相关信息而非获得完美图像，新测量方法是最有效的。“我们已经创建了一种声学成像方法，利用这种方法任何不必要的信息不会被记录，”ETH的Daraio教授说。“轮廓和边缘足够区分对象的形状和大小，或确定材料表面的裂纹或缺陷，”博士后Moleron补充道。

ETH研究者们目前开展的工作只是一种概念验证。在实际应用之前，该方法仍需要改进。在研究中，科学家们使用可听频率的声音。但是，将这种方法应用到更短波长的超声波也是有趣的。“因为聚合物结构的尺寸不得不被调整到操作波长，我们需要使结构小型化。我们现在想知道我们可以走多远，”Moleron说。他希望提升声成像方法在生物研究和医药领域中的潜在使用。

新材料在线编译整理——翻译：Grubby     校正：摩天轮