美科学家开发出会自动成型的“智能沙”
时间:2017-12-08

  科学网 - 美国科学家已经开发出“智能沙”

  如果你有一大箱沙子,并在里面放置一个小凳子模型,几秒钟后打开箱子,你会出来一个大的长凳:随着模型沙子被自动组装成一个大的长凳!就像一个神话,但它是麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的Droid自动化实验室的一个目标,根据物理学家组织的4月2日的报告,DRL的研究人员开发了一个10毫米长这个立方体打破了形成简单物理形状的算法挑战,并且走向了一个真正的智能沙子迈出了一大步。

  最大的挑战是每一粒沙子都可以承载很少的计算资源。根据麻省理工学院计算机科学与工程学教授Daniel Ruth的说法,如果能保留每张沙子的数字图像,就很容易找到一种算法,但这根本不现实。我们如何开发有效的算法,不会浪费任何信息在通信和非常短的距离?我们不认为有必要事先知道每一粒沙子是什么。

  研究人员表示,他们将在今年5月的IEEE机器人与自动化国际会议上发表一篇论文,以说明Smart Sand算法。他们的智能沙子使用类似于雕刻的减法规则,而不是像乐高拼装玩具那样的附加规则。沙子可以来回发送信息,并有选择地附着在其他沙粒上,形成一个三维物体。 Smart Sand不是简单地构建一个破碎的部分,而是在完成时返回到一堆沙粒中,在下一次创建新形状时彼此分离。

  作者Kilgill解释说,沙砾首先相互沟通,以确定哪些邻居失踪,然后拿起自己的位置,通过一个固定的距离到其他砂砾,反过来加强其地位。当复制边缘建立时,外面的沙子不再接触周围的邻居。

  研究人员已经创建了一个长10毫米的立方体,通过计算机仿真证明了该算法的有效性,也可以使用每个立方体作为二维网格来使用。他们称这些立方体为聪明的鹅卵石,每个立方体的四个面上都有永久电磁铁,可以通过电脉冲进行磁化或消磁。彼此不仅可以依靠磁链,还可以共享共享磁力。每个卵石都有一个微处理器,可以存储32K字节的程序代码,只有2K字节的工作内存。

  该算法可以复制比样本大10倍的对象,并且可以调整产生相同大小的许多副本,或者复制大对象。例如,你的车杠杆断了,你可以把它放在沙里,换一个新的。吉尔平说。

  哈佛大学电机工程系副教授,微型机器人实验室负责人罗伯特•伍德(Robert Wood)指出,真正的智能沙比这些10毫米的立方体要小得多,但这不是一个不可逾越的障碍。具有理解邻居传递信息的核心功能,与邻居交谈,可以做一些计算,这是最重要的,把它们缩小是可行的,但是更多的工程问题需要解决。

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