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只需一個(gè)隨機(jī)干擾為立方體提供能量，它們就會(huì)選擇性地自組裝成一個(gè)更大的塊。圖片來(lái)源：麻省理工學(xué)院

科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然

創(chuàng)建自動(dòng) 化結(jié)構(gòu)或機(jī)器的過(guò)程至今仍是自上而下的，需要人工、工廠(chǎng)或機(jī)器人進(jìn)行組裝和制造。然而，大自然組裝的方式普遍是自下而上的。美國(guó)麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與 人工智能實(shí)驗(yàn)室研究人員引入了可涂覆于機(jī)器人立方體的磁性可重編程材料，讓它們自行組裝。過(guò)程的關(guān)鍵是使這些磁性編程對(duì)它們連接的對(duì)象具有高度選擇性，從 而自組裝成特定的形狀。

研究人員使用的柔性磁材料涂層來(lái)自廉價(jià)的冰箱磁鐵，賦予每個(gè)立方體的每個(gè)表面都帶有磁性特征。簽名確保每個(gè)面在平移和旋轉(zhuǎn)中都選擇性地吸引所有其他立方體中的另一個(gè)面。

所有立方體都能以非常精細(xì)的分辨率進(jìn)行磁性編程。一旦它們被扔進(jìn)水箱（演示中使用了8個(gè)立方體），完全隨機(jī)的干擾，它們就會(huì)相互碰撞。如果遇到錯(cuò)誤的伴侶，它們會(huì)放棄；但如果找到合適的伴侶，他們會(huì)“依戀”。

這就好比一套家具部件，需要將它們組裝成一把椅子。傳統(tǒng)上，需要一組指令來(lái)手動(dòng)將零件組裝到椅子上（一種自上而下的方法），但使用研究人員的方法，這些相同的零件一旦被磁性編程，只需使用一個(gè)使它們發(fā)生碰撞的隨機(jī)干擾，就會(huì)選擇性地自組裝。

研究人員稱(chēng)，這項(xiàng)工作在自組裝特定結(jié)構(gòu)的分辨率、成本和功效方面向前邁進(jìn)了一步。以前的自組裝工作通常要求單個(gè)零件在幾何上不相似，就像拼圖一樣，這需要 對(duì)所有零件進(jìn)行單獨(dú)制造。但是，使用磁性程序，可批量制造同質(zhì)零件并對(duì)其進(jìn)行編程以獲得特定的目標(biāo)結(jié)構(gòu)，重要的是，對(duì)它們進(jìn)行重新編程可在以后獲得新的形 狀，而不必重新制造零件。

使用該團(tuán)隊(duì)的磁性繪圖機(jī)，可將一個(gè)立方體插回繪圖儀并重新編程。每次繪圖儀接觸材料時(shí)，它都會(huì)在立方體的柔性磁涂層上創(chuàng)建一個(gè)“北”或“南”方向的磁性像 素，讓立方體在需要時(shí)重新用于組裝新的目標(biāo)形狀。在繪圖之前，搜索算法會(huì)檢查每個(gè)簽名與所有先前編程的簽名的相互兼容性，以確保它們具有足夠的選擇性以成 功自組裝。

關(guān)鍵詞： 研究人員 隨機(jī)干擾 自上而下 麻省理工學(xué)院