2026年8月22日，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员利用3D纳米打印技术，制造出一种重量仅150微克的超轻型“微型飞行器”，能够把声波直接转化为推力。这套由EPFL微型生物机器人系统（MICROBS）实验室开发的方法，全程不需要机载电机、执行器，也不需要任何电子元件。
这些装置利用的，是亥姆霍兹共振原理——也就是对着瓶口吹气时产生声波的那套物理机制：腔体内的空气，会随着流过腔口的气流而振荡。在EPFL的装置中，进入腔体的声波使腔体内的空气振荡，进而形成一股紧密、方向性强的射流向外喷出；而被吸入的空气，则更均匀地扩散开来。正是这种“出气”与“进气”之间的不对称，最终产生了推力。
3D纳米微型飞行器
研究团队借助3D纳米打印，把三个微型声腔直接集成进飞行器的聚合物结构中。这些飞行器由人耳听不到的超声波驱动。其中一款重量仅150微克，依靠声腔产生类似火箭的向上推力；另一款则把声腔与转速高达每分钟13000转的小型叶片相结合，产生类似直升机的空气动力升力。这些设备的核心是空腔结构，因此可以借助一系列3D打印方法制造，材料覆盖常见的3D打印塑料、橡胶状聚合物，乃至玻璃，并且能做到非常小的尺寸、非常轻的重量。MICROBS实验室博士生、这项研究的第一作者Junsun Hwang表示：“我们的概念可以进一步小型化，从而打造突破机器人与航空边界的先进设计。”
从飞行到航行，声音频率就是“遥控器”
研究团队还把同样的原理用在了厘米级的微型船上。这些微型船最多可配备三个空腔，每个空腔都调谐到不同的可听频率，并被放置在特定位置，用来推动船朝特定方向行驶。只要改变扬声器发出的声音频率，研究人员就能有选择地激活单个空腔，从而控制船移动、绕开障碍物，实现自主导航。
EPFL工程学院MICROBS实验室负责人Selman Sakar表示，以前用声波搞的机器人，是靠声波把物体“托”在空中，物体本身不动。他们做的是反过来——让声波进到一个设计好的腔体里，产生推力，让东西自己动起来。简单说就是：一个是声波推着你走，一个是把声波变成你自己的动力。设计一个巧妙的机械结构，让它自己就能干活，不需要电机，不需要电池。下一步可以把好几个对不同频率有反应的腔体塞到同一个柔性结构里，用不同频率的声音去控制不同部位，让设备能够弯曲、振动甚至变形。
来源:南极熊
0 留言