То, о чем пойдет речь ниже, немного походит на кадры из научно-фантастического фильма. Представьте себе чан с песком, в который погружается объект произвольной формы. Песок приходит в движение и обволакивает предмет, после чего на свободном месте из того же самого песка начинает "расти" песчаная копия предмета. Конечно, такой "умный" песок пока является фантастикой, но у команды исследователей из Лаборатории распределенной робототехники (Distributed Robotics Laboratory, DRL) Массачусетского технологического института уже имеется нечто подобное. Правда, размеры каждой "умной" гранулы таковы, что правильнее ее бы было назвать "умной" галькой, но, в любом случае это одно из первых реальных воплощений технологий так называемой программируемой материи.

Каждая из этих гранул является автономным устройством с собственным источником энергии, микропроцессором и несколькими управляемыми постоянными магнитами, позволяющими гранулам сцепляться друг с другом. Когда такие гранулы находятся непосредственной близости друг от друга, их вычислительные мощности объединяются в единую распределенную вычислительную систему, которая управляет формированием объекта заданной формы из этих гранул.

Система будет работать подобно тому, как это было описано в самом начале. Пользователю будет необходимо поместить предмет в емкость и заполнить его "умным песком". С помощью специальных алгоритмов, работающих в распределенной вычислительной среде, песок самостоятельно определяет форму предмета и отображает это на экране компьютера в трехмерном виде. После этого пользователю необходимо указать масштаб конечного продукта по отношению к исходному предмету.



Гранулы песка самостоятельно определяют наличие достаточного свободного пространства для создания копии предмета. Если такое пространство существует, то некоторые "умные песчинки" связываются друг с другом с помощью магнитов. Пользователю остается только достать готовый дубликат изначального объекта. После того как дубликат перестает быть нужным, песчинкам передается соответствующая команда, они расцепляются и могут быть использованы снова для созданий копий других объектов.

Одним из новшеств, которые использовали исследователи при создании своих умных гранул, являются электрически управляемые постоянные магниты, которые являются чем-то средним между обычным постоянным и электрическим магнитом. За счет специальной формы магнитопроводов и специального состава эти магниты могут быть включены или выключены с помощью электрического тока, проходящего через их обмотку. При отключении тока в обмотке, сердечники магнитов сохраняют свою намагниченность и превращаются в постоянные магниты.

Пока исследователям удалось создать такие умные гранулы в виде кубиков со стороной около сантиметра. Это, конечно не песчинки и таких больших размеров недостаточно для того, что бы воспроизвести точные копии предметов сложных форм. Но исследователи будут продолжать их совершенствование, сокращая размеры гранул и уменьшая количество энергии, требующееся для функционирования системы в целом. Быть может именно на таких принципах будет создана будущая программируемая материя, которая позволит творить фантастические вещи абсолютно без всякого волшебства.