瑞士洛桑联邦理工学院微型生物机器人系统实验室的研究团队取得了一项突破性进展：他们开发出一种仅依靠声音驱动微型机器人的创新方法。这项研究的核心在于利用声学共振原理，将特定频率的声波转化为机械推力，使微型装置无需电机、齿轮或磁性组件即可自主运动。相关成果已发表于《科学进展》期刊。
研究团队通过3D打印技术制造了中空腔体结构，当特定频率的声波进入腔体时，内部空气会产生剧烈振动。经过精密设计的腔体能够将部分空气从开口定向排出，形成微小但方向明确的喷流，从而推动整个装置移动。这一原理类似于向瓶口吹气时产生的声波振动，但研究人员通过优化腔体形状，将无序振动转化为可控的推进力。
实验中，研究人员首先在微型船只上验证了这一技术。每艘船安装了最多三个共振腔体，每个腔体对应不同的可听频率。通过调节扬声器发出的声波频率，可以单独激活特定腔体，实现船只的前进、转向或避障。更令人瞩目的是，团队还为微型船配备了自主导航系统，使其能够根据预设路径自动行驶。
在微型飞行器方面，研究团队采用了超声波频率驱动方案，使推进过程产生的声音超出人耳听觉范围。其中一种飞行器重量仅150微克，通过三个共振腔体产生向下推力，实现类似火箭的垂直起飞。另一种设计则采用三片围绕中心排列的叶片，每片叶片都装有共振器。当遇到对应频率的声波时，叶片会高速旋转（最高达每分钟13000转），产生足够升力使装置像微型直升机一样悬停。
目前实验中的微型装置尺寸仍受限于制造工艺，飞行器升空高度不足5毫米，船只重量也极轻。但这些实验已充分证明，共振腔体可以作为微型机器人的有效推进系统。与传统依赖压电薄膜的超声波散热技术不同，该方案完全基于腔体形状及其对声波频率的响应特性，为微型化设计提供了更大灵活性。
研究团队指出，这项技术具有显著的小型化潜力。通过进一步优化腔体结构，未来可能实现更复杂的运动模式——例如在一个装置中集成多个响应不同频率的共振器，从而精确控制特定部位的移动、弯曲或振动。这种设计理念甚至可能催生出能够根据声波指令改变形状的气动机器人，为软体机器人和微型航空器领域开辟新的研究方向。
