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动态自组装机器人肯定比在实验室或工厂预先组装好的机器人更通用。您无需购买单个机器人，而是会收到一容器模块，您可以对其进行编程，使其呈现各种配置以执行特定任务——例如，可以爬过管道的蛇形自动机或可以攀爬崎岖地形的腿式机器人。
构建此类机器人的一种方法是创建智能模块，这些模块可以聚集在一起，变形为编程中设定的形状（想象一下终结者 2 中的 T-1000 变形）。下个月，来自麻省理工学院 (M.I.T.) 的研究人员将展示一种替代方法，即对一组模块进行编程，使创建特定形状所需的模块结合在一起，而不需要的组件将断开连接，留下组装好的机器人。
对于米开朗基罗来说，当他从一块大理石中雕刻出大卫雕像时，消除多余材料直到只剩下所需物体的方法奏效了。那么为什么不将其应用于机器人技术呢？麻省理工学院电气工程与计算机科学 (EECS) 系教授兼该校计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL) 机器人中心联合主任丹妮拉·鲁斯想道。几年前，鲁斯开始寻找“技术上相当于一块大理石的东西，我们可以从中雕刻出智能且功能齐全的物体”，她说。
她和 EECS 博士候选人凯尔·吉尔平提出的想法实际上是将机器人模块设想为构成沙堆而不是大理石块的颗粒，但想法是相似的。研究人员操纵一厘米的机器人立方体作为他们的“智能沙”颗粒，配备非常基本的微处理器和电永磁体。立方体使用这些磁铁（可以用单个电脉冲磁化或消磁，与仅在持续电流流动时才具有磁性的电磁铁不同）来相互传递通信和电力。这种方法解决了构建模块化机器人的主要难题之一，即让各个模块在变形过程中建立和断开连接。
立方体受到其微处理器大小的限制，微处理器只能存储 32 KB 的软件代码，并且只有 2 KB 的工作内存。因此，研究人员在一个二维网格上进行了自组装实验（见下方视频），其想法是立方体可以识别嵌入其中的物体——由一厘米的塑料块制成，形状为正方形或火柴人——然后在其中复制该物体。其他实验测试了立方体是否可以直接根据软件程序的指令进行组装。
为了复制物体，立方体首先被编程为在它们之间传递消息，以确定它们每一侧的邻居是磁性立方体还是塑料块。一旦围绕嵌入物体的立方体识别出自己，它们就会将有关其大小和形状的信息向下传递给固定距离（由它们的编程定义距离）的一组立方体。然后，这些立方体打开或关闭它们的磁铁，以模仿原始物体的形状。那些不必要创建复制品的磁铁会关闭，断开连接，以便可以移除复制品。
立方体的大小定义了它们可以形成的形状种类，鲁斯说，并补充说目标是创建一毫米的立方体。“挑战在于，当你缩小尺寸时，你仍然需要能够为模块提供电力和通信，并且模块需要具有一定的计算能力来遵循指令，”她说，并补充说她和吉尔平将在 5 月于明尼苏达州圣保罗举行的IEEE 国际机器人与自动化会议上展示他们的研究成果。
研究人员希望能够在几年内将立方体缩小到毫米级大小。他们已经将当前的立方体从几年前使用的四厘米立方体缩小了尺寸。那些立方体有电池、基于红外线的通信和电机。一厘米的立方体使用电永磁体来替代每个组件的功能。但是，为了使立方体在三维空间中发挥作用，使它们能够组装成更复杂的物体，每个立方体都需要额外的磁铁。
尽管存在挑战，但该项目的妙处在于，立方体可用于快速创建物体甚至原型设备。想象一下，有一天可以使用智能立方体来更换汽车引擎盖下损坏的蛇形皮带，以应对紧急情况。在路边，一个人可以用胶带将皮带粘在一起，然后将其放入装有智能立方体的袋子或盒子中。在用新皮带修理好汽车后，临时机器人皮带的磁铁将被关闭，立方体将分离，准备在下次变形为完全不同的东西。