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動態自組裝機器人肯定比在實驗室或工廠預先組裝好的機器人更通用。您無需購買單個機器人，而是會收到一容器模組，您可以對其進行程式設計，使其呈現各種配置以執行特定任務——例如，可以爬過管道的蛇形自動機或可以攀爬崎嶇地形的腿式機器人。
構建此類機器人的一種方法是建立智慧模組，這些模組可以聚集在一起，變形為程式設計中設定的形狀（想象一下終結者 2 中的 T-1000 變形）。下個月，來自麻省理工學院 (M.I.T.) 的研究人員將展示一種替代方法，即對一組模組進行程式設計，使建立特定形狀所需的模組結合在一起，而不需要的元件將斷開連線，留下組裝好的機器人。
對於米開朗基羅來說，當他從一塊大理石中雕刻出大衛雕像時，消除多餘材料直到只剩下所需物體的方法奏效了。那麼為什麼不將其應用於機器人技術呢？麻省理工學院電氣工程與計算機科學 (EECS) 系教授兼該校計算機科學與人工智慧實驗室 (CSAIL) 機器人中心聯合主任丹妮拉·魯斯想道。幾年前，魯斯開始尋找“技術上相當於一塊大理石的東西，我們可以從中雕刻出智慧且功能齊全的物體”，她說。
她和 EECS 博士候選人凱爾·吉爾平提出的想法實際上是將機器人模組設想為構成沙堆而不是大理石塊的顆粒，但想法是相似的。研究人員操縱一釐米的機器人立方體作為他們的“智慧沙”顆粒，配備非常基本的微處理器和電永磁體。立方體使用這些磁鐵（可以用單個電脈衝磁化或消磁，與僅在持續電流流動時才具有磁性的電磁鐵不同）來相互傳遞通訊和電力。這種方法解決了構建模組化機器人的主要難題之一，即讓各個模組在變形過程中建立和斷開連線。
立方體受到其微處理器大小的限制，微處理器只能儲存 32 KB 的軟體程式碼，並且只有 2 KB 的工作記憶體。因此，研究人員在一個二維網格上進行了自組裝實驗（見下方影片），其想法是立方體可以識別嵌入其中的物體——由一釐米的塑膠塊製成，形狀為正方形或火柴人——然後在其中複製該物體。其他實驗測試了立方體是否可以直接根據軟體程式的指令進行組裝。
為了複製物體，立方體首先被程式設計為在它們之間傳遞訊息，以確定它們每一側的鄰居是磁性立方體還是塑膠塊。一旦圍繞嵌入物體的立方體識別出自己，它們就會將有關其大小和形狀的資訊向下傳遞給固定距離（由它們的程式設計定義距離）的一組立方體。然後，這些立方體開啟或關閉它們的磁鐵，以模仿原始物體的形狀。那些不必要建立複製品的磁鐵會關閉，斷開連線，以便可以移除複製品。
立方體的大小定義了它們可以形成的形狀種類，魯斯說，並補充說目標是建立一毫米的立方體。“挑戰在於，當你縮小尺寸時，你仍然需要能夠為模組提供電力和通訊，並且模組需要具有一定的計算能力來遵循指令，”她說，並補充說她和吉爾平將在 5 月於明尼蘇達州聖保羅舉行的IEEE 國際機器人與自動化會議上展示他們的研究成果。
研究人員希望能夠在幾年內將立方體縮小到毫米級大小。他們已經將當前的立方體從幾年前使用的四釐米立方體縮小了尺寸。那些立方體有電池、基於紅外線的通訊和電機。一釐米的立方體使用電永磁體來替代每個元件的功能。但是，為了使立方體在三維空間中發揮作用，使它們能夠組裝成更復雜的物體，每個立方體都需要額外的磁鐵。
儘管存在挑戰，但該專案的妙處在於，立方體可用於快速建立物體甚至原型裝置。想象一下，有一天可以使用智慧立方體來更換汽車引擎蓋下損壞的蛇形皮帶，以應對緊急情況。在路邊，一個人可以用膠帶將皮帶粘在一起，然後將其放入裝有智慧立方體的袋子或盒子中。在用新皮帶修理好汽車後，臨時機器人皮帶的磁鐵將被關閉，立方體將分離，準備在下次變形為完全不同的東西。