微型“会说话”机器人形成可自我修复的变形群体

"想象成群的蜜蜂或蠓虫，"阿伦森说，"它们的运动产生声波，声波维持群体凝聚力，使众多个体如同单一实体般行动。"

研究人员于8月12日在《物理评论X》期刊发表了这项研究成果。

阿伦森解释道，这种能广播声波的微型机械集群具有自组织特性，可在狭窄空间穿行，即便变形也能自我重组。这种群体（或称涌现）智能未来或可用于执行环境污染物清理等任务。

除环境领域外，这种机器人集群还可能应用于体内药物精准递送。其群体感知能力可探测环境变化，"自修复"特性确保集群即便分散后仍能保持功能——阿伦森指出这对威胁检测和传感器应用极具价值。

"这标志着我们向创造更智能、更具韧性且最终更实用的微型机器人迈出了重要一步，"他表示，"该研究为设计新一代微型机器人提供了关键洞见，这些机器人将能在复杂环境中执行任务并响应外部刺激。"

研究中，团队开发了追踪微型机器人运动的计算机模型。每个机器人配备声波发射器与探测器，声学通信使其能像鱼群或鸟群般协同调整形态与行为。

阿伦森指出，虽然论文中的机器人是基于代理的理论模型而非实体设备，但模拟结果展现了与实际实验相同的群体智能涌现特征。

"我们从未预料到如此简单的机器人能展现出高度凝聚力与智能，"阿伦森说，"这些电子电路极其简单——每个机器人仅含电机、微型麦克风、扬声器和振荡器，却实现了群体智能同步：它们将自身振荡器频率与群体声场匹配，并向最强信号迁移。"

该发现为"活性物质"这一新兴领域树立了新里程碑。阿伦森解释称，这是首次证实声波可作为微机器人控制手段，突破了该领域传统化学信号主导的控制方式。

"声波通信效率远超化学信号，"阿伦森强调，"其传播更快更远且几乎无能量损耗，设计也更简洁。机器人通过'听觉'相互定位实现自组织——每个元件都极其简单，群体智能仅需基础组件与声学通信即可实现。"

论文合著者包括慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的亚历山大·齐普克、伊万·马雷舍夫和埃尔温·弗雷。本研究由约翰·邓普顿基金会资助。