編譯／韋士塔

一組國際科學家團隊近來研發出能運用聲波驅動、具備群體協作、適應性及自我修復能力的微型機器人，這項創新技術模擬生物有機體協同運作的模式，預期將在醫療、環境治理及機器人技術領域帶來顛覆性變革。

研究團隊的負責人、賓州州立大學（PSU）生物醫學工程、化學及數學教授阿朗森（Igor Aronson）表示，他們創造機器人群體模式的靈感，是師法自然。

長久以來，蝙蝠、鯨魚和昆蟲等生物，都靠聲音進行溝通與導航。受此啟發，研究團隊嘗試利用聲波，實現協同運動的微型機器人模型。阿朗森以蜜蜂或蚊子的群體來說明，「這些生物移動時會產生聲音，這些聲音讓牠們保持團隊運動，讓眾多個體如同一個整體。」

這些智慧微型機器人未來有望以群體合作的模式執行各種複雜任務，例如災區探勘、清理受汙染的環境，以及在人體內執行醫療程序。這些微型機器人具備自我組織能力，因此能在狹窄的空間靈活穿梭，即使受外力干擾分散，也能重新集結。

這種機器人擁有群體活動以及自行重組的智慧，具有獨特價值。阿朗森指出，除了在各種環境應用之外，未來更可能在人體內執行任務，例如將藥物精準送達目標部位。它們感知環境變化與自我修復的能力，即使在分離後，仍能維持運作，可用於偵測目標或充當先進感測器。

研究團隊已把相關成果發表於《物理評論X》（Physical Review X）期刊，阿朗森在報告說：「我們的創新突破，代表在創造更智慧、更耐用，用途更廣泛的微型機器人方面，邁出了重要的一步。這些機器人能夠處理一些最棘手的問題，對於設計下一代微型機器人至關重要，這些機器人將能執行更複雜的任務，並在充滿挑戰的環境，做出更理想的反應。」

阿朗森與研究團隊開發計算模型，追蹤微型機器人的移動狀況，結果顯示，使用聲波讓機器人彼此聯絡，能讓他們順暢合作，並根據環境調整其形狀與行為，如同魚群或鳥群一般。

阿朗森說：「我們一開始並未預期，構造如此簡單的微型機器人能展現出高度的凝聚力與智慧。它們使用的電子電路非常簡單，每具機器人可以朝特定方向移動，並配備1顆馬達、1個迷你麥克風、1個揚聲器和1個振盪器，就這麼簡單。」

儘管研究團隊的機器人僅存在於理論模型中，尚未實際製造，但阿朗森強調，目前的研究成果已經證實，聲波可以當成操控微型機器人的有效手段；他並指出：「聲波在溝通方面的效果，遠勝於化學信號，聲波的傳播速度更快、距離更遠，而且幾乎不會有能量損失，且設計時也相對簡單。這些機器人能夠有效地『聽到』並『找到』彼此，從而實現集體自我組織。我們使用的元素非常簡單，但只需要最少的成分和簡單的聲音通訊，就能產生集體智慧與功能。」