Các nhà khoa học phát triển robot siêu nhỏ phối hợp bằng sóng âm, thể hiện hành vi thông minh

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế, dẫn đầu bởi Đại học Penn State, đã phát triển thành công các robot siêu nhỏ có khả năng phối hợp thành các đàn lớn và thể hiện hành vi giống như trí tuệ thông minh thông qua việc sử dụng sóng âm. Nghiên cứu này, được công bố vào ngày 12 tháng 8 năm 2025 trên tạp chí Physical Review X, lấy cảm hứng từ các hệ thống tự nhiên như cách dơi và côn trùng sử dụng tín hiệu âm thanh để giao tiếp và định vị.

Giáo sư Igor Aronson, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, mô tả hành vi của đàn robot giống như đàn ong hoặc ruồi, nơi chuyển động và âm thanh phát ra giúp chúng gắn kết và hoạt động như một thể thống nhất. Ông nhấn mạnh rằng sóng âm vượt trội hơn tín hiệu hóa học trong giao tiếp vì chúng lan truyền nhanh hơn, xa hơn và gần như không mất năng lượng, đồng thời cho phép thiết kế đơn giản hơn. Mỗi robot được trang bị bộ phát và bộ thu âm thanh, cho phép đàn phản ứng với trường âm thanh bằng cách điều chỉnh tần số phát và di chuyển về phía tín hiệu mạnh nhất. Cơ chế này tạo điều kiện cho việc hình thành các cấu trúc tự tổ chức với nhiều hình thái khác nhau, bao gồm các thực thể giống rắn, các cụm tập trung và các vòng quay. Những đàn tập thể này thể hiện các chức năng mới nổi như khả năng phục hồi kiểu hình, ra quyết định tập thể và cảm nhận môi trường.

Các ứng dụng tiềm năng cho các đàn robot siêu nhỏ âm thanh này rất rộng lớn. Trong khoa học môi trường, chúng có thể được sử dụng để xử lý các khu vực bị ô nhiễm. Về mặt y tế, chúng có thể thực hiện các thủ thuật xâm lấn tối thiểu từ bên trong cơ thể con người. Khả năng tự tổ chức và thích ứng với các nhiệm vụ phức tạp của chúng đại diện cho một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực robot học theo đàn. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh tiềm năng của việc điều khiển bằng âm thanh, bao gồm cả việc tạo ra các bức tường ảo bằng âm thanh để dẫn đường cho các đàn siêu nhỏ vào năm 2022 và giới thiệu AcoustoBots vào năm 2025 cho các tương tác âm hưởng. Nghiên cứu này nhấn mạnh cách các nguyên tắc vật lý đơn giản có thể dẫn đến các hành vi phức tạp và có mục đích, cho thấy rằng ngay cả những thành phần đơn giản nhất, khi tương tác theo một cách có tổ chức, cũng có thể tạo ra một dạng trí tuệ tập thể. Điều này mở ra một kỷ nguyên mới cho các robot siêu nhỏ, nơi chúng có thể hoạt động một cách tự chủ và hiệu quả trong các môi trường đầy thách thức, mang lại giải pháp cho các vấn đề toàn cầu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.