創(chuàng)建自動化結(jié)構(gòu)或機(jī)器的過程至今仍是自上而下的,，需要人工,、工廠或機(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,。美國麻省理工學(xué)院計算機(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。過程的關(guān)鍵是使這些磁性編程對它們連接的對象具有高度選擇性,，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自廉價的冰箱磁鐵，賦予每個立方體的每個表面都帶有磁性特征,。簽名確保每個面在平移和旋轉(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個立方體）,，完全隨機(jī)的干擾,，它們就會相互碰撞。如果遇到錯誤的伴侶,，它們會放棄,；但如果找到合適的伴侶，他們會“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,，需要一組指令來手動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,，只需使用一個使它們發(fā)生碰撞的隨機(jī)干擾,，就會選擇性地自組裝。

研究人員稱,，這項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零件在幾何上不相似,，就像拼圖一樣,，這需要對所有零件進(jìn)行單獨(dú)制造。但是，使用磁性程序,，可批量制造同質(zhì)零件并對其進(jìn)行編程以獲得特定的目標(biāo)結(jié)構(gòu),，重要的是，對它們進(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)隊的磁性繪圖機(jī)，可將一個立方體插回繪圖儀并重新編程,。每次繪圖儀接觸材料時,，它都會在立方體的柔性磁涂層上創(chuàng)建一個“北”或“南”方向的磁性像素，讓立方體在需要時重新用于組裝新的目標(biāo)形狀,。在繪圖之前,，搜索算法會檢查每個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,。