«Ученый песок» сможет копировать внешние объекты

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали алгоритм взаимодействия автономных миниатюрных модулей. Алгоритм, получивший название «умный песок», позволяет модулям копировать форму внешних объектов, не прибегая к централизованному управлению, сообщает Lenta.Ru.

Алгоритм копирования формы испытывался в компьютерном моделировании и на устройствах-прототипах. В экспериментах они были весьма далеки от планируемых миниатюрных размеров, поэтому ученые назвали «умными камешками» (smart pebbles). Модули представляли собой кубические, со стороной в один сантиметр, устройства, оснащенные небольшим микропроцессором, четырьмя расположенными по противоположным граням куба электромагнитами и возможностью сообщать друг другу информацию.

С помощью магнитов кубики могли прочно присоединяться друг к другу или отсоединятся, в зависимости от сигнала микропроцессора. При этом устройства были оснащены особыми, пермаэлектрическими магнитами, которые тратят энергию только на переходы между магнитным и немагнитным состоянием.

Соединяясь в определенной последовательности с помощью магнитов, модули могли складываться в разные фигуры. Для простоты изготовления инженеры ограничились плоскими фигурами, хотя разработанный алгоритм позволяет взаимодействовать и в трехмерном пространстве.

На плоскости, где были плотно упакованы кубики, находился копируемый объект в виде небольшого условного человечка. Модули решали, какие из них непосредственно принадлежат оригиналу и образуют его контур. Контурные модули посылали информацию на некоторое удаление другим кубикам, которые соединялись друг с другом магнитами в соответствии с формой контура. Таким образом, исходная фигура воспроизводилась в виде соединенных модулей. Остальные кубики отсоединялись друг от друга и свободно рассыпались. Авторы утверждают, что такой алгоритм позволяет воспроизводить форму любой сложности в том числе и в трехмерном пространстве.

Ключевым свойством своих алгоритмов и работающих по ним прототипов авторы считают минимальные требования к вычислительной мощности каждого элемента. Это потенциально открывает возможности для глубокой миниатюризации модулей.