賓州州立大學的研究團隊成功開發出一種能透過聲波進行溝通的微型機器人，這種創新技術使它們能夠自發組織成具有智慧的群體，並能適應環境變化，甚至在受損時進行自我修復。此項突破性研究的靈感來源於蝙蝠、鯨魚和昆蟲等動物的聲學交流方式。
這項發表於2025年8月12日《物理評論X》期刊的研究，展示了這些微型機器人如何透過聲音協調動作與行為。每個機器人皆配備了馬達、麥克風、揚聲器和振盪器，使其能夠與群體的集體「聲學場」同步。電腦模擬結果顯示，這些機器人展現出高度的集體智慧，預示著未來在真實世界中可能實現類似的成果。
每個機器人設計的簡潔性，大大增強了其韌性與適應性。即使分離，它們也能重新組織；也能適應新環境，並在無中央控制的情況下執行任務。其潛在應用範圍廣泛，包括環境清理、災難區域導航，以及在人體內進行標靶式藥物輸送。
相較於其他通訊方式，聲波通訊具有顯著優勢。與傳播緩慢的化學信號不同，聲波能夠在長距離內維持能量，使其成為協調大量微型機器人並保持效率的理想選擇。研究領導者、賓州州立大學的生物醫學工程、化學與數學的Huck講座教授Igor Aronson表示：「想像一下蜜蜂或蠓蟲的群體，牠們的移動產生聲音，而聲音能讓牠們保持凝聚力，眾多個體如同一個整體。」
此研究是邁向更智慧、更具韌性微型機器人的重要一步，對於設計能夠執行複雜任務並有效應對外部線索的下一代自主系統至關重要。這項工作也建立在先前關於活性物質研究的基礎之上，為微型機器人的應用開闢了新的可能性。與過去主要依賴化學信號控制活性物質粒子不同，聲波通訊被證明更為有效且設計更為簡潔，能夠讓機器人互相「聽見」並找到彼此，從而實現集體自組織。研究團隊也指出，這些微型機器人展現了自我修復的能力，即使部分結構損壞，也能透過重新排列來維持其整體功能，這對於需要高度可靠性的應用場景尤為關鍵。例如，在環境監測或醫療介入等領域，這種韌性將是不可或缺的特質。