在自然生態系統中，群體心態發揮重要作用——從魚群到蜂巢再到蟻群。這種集體行為使整體超越各部分總和，更好地應對威脅和挑戰。

這種行為啟發了德州大學奧斯汀分校的研究人員，一年多來他們致力於創造「智慧群」微型機器人。研究人員設計了這些人之間的社交互動微型機器這樣他們就可以作為一個協調的群體來行動，比單獨行動或隨機行動時更好地執行任務。

「所有這些團體，成群的鳥、魚群和其他動物，該群體的每個成員都有與鄰居合作的自然傾向，而且他們在一起比單獨行動時更聰明、更強大、更有效率。研究所的研究人員表示：“我們希望更多地了解實現這一現象的機制，並看看我們是否可以重現它。”

鄭和他的團隊首先在論文發表在先進材料去年。但他們更進一步新紙最近發表於科學進步。

在這篇新論文中，鄭和他的團隊賦予了這些群體一種稱為自適應時間延遲的新特徵。這個概念使得群體中​​的每個微型機器人能夠適應當地環境的變化。透過這樣做，群體的反應能力顯著提高，而不會降低其穩健性，即快速響應任何環境變化的能力，同時保持群體的完整性。

這項發現建立在一種新穎的光學回饋系統的基礎上，該系統能夠使用可控的光模式以集體方式引導這些微型機器人。該系統首次在研究人員 2023 年發表的論文中首次亮相，最近被選為“編輯選擇”先進材料— 它促進了微型機器人自適應時間延遲的開發。

自適應時間延遲策略提供了可擴展性和整合到更大機械中的潛力。這種方法可以顯著提高自主無人機機隊的運作效率。同樣，它可以使卡車和汽車的運輸能夠一致地在廣泛的高速公路行程中自動行駛，同時提高響應能力和增強穩健性。就像魚群可以互相溝通和跟隨一樣，這些機器也可以。因此，不需要任何類型的中央控制，這需要更多的數據和能源來操作。

「奈米機器人就個體而言，很容易受到複雜環境的影響；它們很難在血液或污染水域等具有挑戰性的條件下有效導航，」博士生陳志瀚說。鄭實驗室的學生，也是這篇新論文的合著者。「這種集體運動可以幫助他們更好地駕馭複雜的環境，高效地到達目標並避開障礙或威脅。”

在實驗室環境中證明了這種群體心態後，下一步就是引入更多障礙。這些實驗是在靜態液體溶液中進行的。接下來，他們將嘗試在流動液體中重複這項行為。然後他們會在生物體內複製它。

一旦完全開發出來，這些智能群可以作為先進的藥物輸送力量，能夠導航人體並躲避其防禦，將藥物送達目標。或者，它們可以像 iRobot 機器人吸塵器一樣運行，但對於受污染的水，它們可以一起清潔一個區域的每一點。