声音似乎仅仅是信息的载体，或是音乐的源泉。但瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）微型生物机器人系统实验室的工程师们展示了：声波能够转化为直接的物理运动力量。
研究人员开发出了一种微型装置，能够在超声波的作用下升空。其机身上既没有发动机，也没有电池：运动所需的能量来自外部，伴随着特定频率的声波而来。
研究成果发表在 《科学进展》杂志上。
共振如何转化为推力
这项研发的核心在于 亥姆霍兹共振 ——这是一种物理效应，当我们对着空瓶口吹气时就能观察到。空腔内的空气开始振动，从而在特定频率下放大声音。
工程师们应用同样的原理来产生运动。他们利用3D打印技术制造了具有精确几何结构的空腔谐振器。当特定频率的声音作用于该结构时，空腔内的空气振动会成倍增强。
空气通过开口以狭窄的定向射流喷出，而回流时则更为分散。这种气流的不对称性产生了推力。
就这样，无形的声波转化为了机械运动。
对于飞行原型机，团队使用了频率为 40千赫兹 的超声波——这超出了人类的听觉范围。我们听不到这种控制波，但对于微型装置而言，它却成为了能量来源。
从微粒到飞行
研究人员创造了两种飞行装置，采用了不同的升力原理。
第一种微型飞行器仅重 150微克。三个朝下的声学谐振器产生推力，使结构能够垂直脱离表面。
第二个原型机重 184 微克 ，类似于三叶直升机旋翼。位于叶片底部的谐振器产生定向推力，使结构旋转至大约 13 000 转每分钟。由于叶片的旋转，产生了空气动力学升力。
因此，同一种物理原理被成功应用于两种不同的架构中：一种用于直接垂直升力，另一种用于旋转运动。
由频率控制的船只
研究人员还在水面上进行了实验。
研究人员在微型船上安装了几个谐振器，每个谐振器都调整到各自的声频。激活不同的空腔可以使船只前进并改变方向。
这是该研发最重要的特性之一：可以有选择地控制结构的各个元件。单一的声波穿过空间，但只有调整到相应频率的谐振器才会对其做出响应。
实际上，频率成为了无线运动指令。
目前这只是概念验证
该技术处于早期实验阶段。微型飞行器仅能升起几毫米，目前还无法携带有效载荷。
能量也不是在装置内部产生的——它由外部扬声器或超声波发射器传输。因此，这并非关于现成的自主无人机，而是关于一种新运动原理的验证。
然而，没有机载发动机、电线和电池，在尺寸和重量至关重要的领域可能成为一种优势。
从长远来看，声学谐振器可应用于微型机器人技术、难以触及的空腔探测、精密制造操作以及小型或易碎物体的非接触式控制。
听见自身频率的物质
这里最令人惊奇的不仅是所创造装置的微观尺寸，而是形状能够接受特定频率并将振动转化为定向运动的能力。
同一声波穿过实验室的空气，但只有调整到其共振频率的结构才会做出响应。其余的则保持静止。
在这一发现中，技术触及了自然界的基本原则之一：重要的不仅是作用力，还有波与接收它的形式之间的契合。
形式与声音相遇。
声音唤醒了蕴含其中的可能性。
于是物质开始运动。
我们对未来技术的认知正逐渐改变。我们不仅在学习如何将能源置于每个机械内部，还在学习如何创造能够从周围空间接收能量的形式。
有时，物质想要获得翅膀，并不需要更多的力量。它只需要遇见属于自己的频率。
