В мире микроэлектроники и робототехники 2026 года инженеры продолжают искать способы миниатюризации устройств, уходя от традиционных источников питания. Прорыв, который может изменить подход к созданию микророботов, был совершен учеными из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Команда разработала уникальные миниатюрные движки, способные преобразовывать звуковые волны непосредственно в механическую тягу. Главное преимущество этой технологии — полная отказоустойчивость от электродвигателей, аккумуляторов и сложной бортовой электроники, которые традиционно являются «узким горлышком» при создании микроустройств.

Физика звука: от гудящей бутылки до реактивной тяги

В основе новой технологии лежит фундаментальное физическое явление, известное как резонанс Гельмгольца. Многие из нас сталкивались с ним в быту: если дунуть на горлышко пустой бутылки, она начинает издавать звук. Ученые из лаборатории MicroBioRobotic Systems (MICROBS) решили использовать этот эффект в обратном порядке. Вместо того чтобы звук был побочным продуктом, он стал источником энергии.

Исследователи создали полые резонаторы круглой и колоколообразной формы. Размеры и геометрия этих полостей были математически подобраны под определенные частоты звука. Когда на резонатор воздействует звуковая волна нужной частоты, воздух внутри полости начинает совершать интенсивные колебания. Это превращает простой пустотелый элемент конструкции в полноценный акустический микродвигатель.

Принцип асимметрии: как звук толкает вперед

Ключевым моментом в создании тяги является асимметрия потоков воздуха. При каждом акустическом колебании воздух входит в резонатор сравнительно рассеянным потоком, но вынужден выходить через узкое отверстие в виде более концентрированной и быстрой струи. Благодаря этому средний импульс выходящего потока приобретает четкое направление, и конструкция получает реактивную тягу, аналогичную той, что возникает в ракетных двигателях.

Этот метод принципиально отличается от акустической левитации, где внешнее звуковое поле удерживает пассивный объект. В новой схеме звук «накачивает» энергией встроенный в аппарат резонатор, и именно сам робот генерирует движущую силу. Такие полости можно легко изготавливать с помощью 3D-печати из пластика, стекла или других материалов, что делает технологию доступной для массового производства.

От лодок до летающих микророботов

Для демонстрации работоспособности технологии исследователи прошли путь от простых моделей к сложным летательным аппаратам. Сначала были созданы миниатюрные сантиметровые лодки с одним, двумя или тремя акустическими резонаторами. Каждую полость настроили на собственную частоту слышимого диапазона. Меняя частоту сигнала внешнего динамика, инженеры могли выборочно включать различные «двигатели», заставляя лодку двигаться вперед, поворачивать или обходить препятствия. Это продемонстрировало возможность программируемого автономного перемещения без использования бортовых компьютеров.

Затем, используя трехмерную нанопечать, команда изготовила летающие микророботы. Один из аппаратов, весивший всего 150 микрограмм, создавал направленную вверх тягу акустическими струями, работая как крошечная ракета. В другой конструкции резонаторы приводили во вращение миниатюрные лопасти со скоростью до 13 000 оборотов в минуту, создавая подъемную силу по принципу вертолета. Эти устройства работали на ультразвуковых частотах, неслышимых для человека.

Будущее акустической робототехники

По мнению разработчиков, дальнейшее уменьшение размеров позволит создавать гибких роботов с множеством резонаторов. Каждый из них сможет реагировать на свою частоту и независимо изгибать, вращать или менять отдельные части аппарата под воздействием звука. Это открывает перспективы для создания микрофлотов, способных проникать в труднодоступные места для инспекции, доставки лекарств или сбора данных в опасных средах, где использование электричества невозможно или опасно.