宾夕法尼亚州立大学的研究人员近期在微型机器人技术领域取得了一项开创性进展，成功开发出能够通过声波进行通信的微型机器人。这项技术使这些微型机器人能够自主组织成智能集群，展现出强大的环境适应能力和自我修复能力。该研究的灵感来源于自然界中生物的声学交流方式，预示着未来自动化系统将迎来一次重大的飞跃。这项发表于2025年8月12日《物理评论X》的研究，详细阐述了这些微型机器人如何通过声音协调动作和行为。每个微型机器人均配备了电机、麦克风、扬声器和振荡器，使其能够与群体形成的集体“声场”同步。通过模拟实验，研究人员观察到这些微型机器人展现出高度的集体智能，为其实际应用提供了坚实的基础。
该研究由宾夕法尼亚州立大学的Huck讲席教授Igor Aronson领导，共同作者包括来自慕尼黑路德维希马克西米利安大学的Alexander Ziepke、Ivan Maryshev和Erwin Frey。这项工作建立在活性物质领域的先前研究之上，为微型机器人的应用开辟了新的可能性。微型机器人设计的精巧性是其韧性和适应性的关键，它们即使在分离后也能重新组织，适应新环境，并在没有中央控制的情况下执行任务。这些微型机器人的潜在应用领域极为广泛，包括环境污染治理、灾难区域的导航以及在人体内的靶向药物输送。与化学信号等传播缓慢的方式相比，声波通信具有显著优势，能够长距离保持能量，成为高效协调大量微型机器人的理想选择。研究还发现，这种基于声波的通信方式在复杂环境中表现出卓越的鲁棒性，例如在有障碍物或干扰的情况下，微型机器人能够调整其声波信号的频率和模式，以确保通信的连续性和准确性。这些发现进一步证明了该技术在应对现实世界复杂挑战方面的巨大潜力，标志着迈向更智能、更具韧性的微型机器人技术的重要一步。