ペンシルベニア州立大学の研究者たちは、音波を用いて互いに通信し、知的な群れを形成するマイクロロボットを開発しました。この技術は、コウモリやクジラ、昆虫などの動物に見られる音響通信から着想を得ており、ロボットが自己組織化し、環境に適応し、損傷時に自己修復する能力を可能にします。この研究は2025年8月12日に『Physical Review X』に掲載されました。
各ロボットはモーター、マイク、スピーカー、発振器を備え、集団の「音響フィールド」と同期することで、動きや行動を協調させることが示されています。シミュレーションでは高いレベルの集団的知性が示されており、同様の現実世界の結果が期待されています。個々のロボットのシンプルな設計は、その回復力と適応性を高めています。分離された場合でも再編成でき、新しい環境に適応し、中央制御なしでタスクを実行できます。環境浄化、災害地域でのナビゲーション、人体内での標的型薬剤送達などの応用が期待されています。
音響通信は、他の方法と比較して大きな利点をもたらします。ゆっくりと拡散する化学信号とは異なり、音波は長距離にわたってエネルギーを維持するため、多数のマイクロロボットを効率的に協調させるのに理想的です。この研究は、より賢く、より回復力のあるマイクロロボットの開発に向けた重要な一歩であり、複雑なタスクを実行し、外部の合図に効果的に応答できる次世代の自律システムの設計に不可欠です。
この研究は、ペンシルベニア州立大学のアーロンソン教授が率い、ミュンヘン大学のツィプケ氏、マリシェフ氏、フライ氏も共同研究者として参加しています。この成果は、アクティブマターの分野における新たな可能性を切り開くものです。さらに、このマイクロロボット群は自己修復能力も示しており、破損した場合でも機能的な集団として維持されます。これは、脅威検知やセンサーアプリケーションにおいて特に価値があります。これらのロボットは、環境の変化を感知する能力も備えており、さまざまなシナリオでの活用が期待されています。