This paper introduces a method to generate highly selective encodings that can be magnetically "programmed" onto physical modules to enable them to self-assemble in chosen configurations. We generate these encodings based on Hadamard matrices, and show how to design the faces of modules to be maximally attractive to their intended mate, while remaining maximally agnostic to other faces. We derive guarantees on these bounds, and verify their attraction and agnosticism experimentally. Using cubic modules whose faces have been covered in soft magnetic material, we show how inexpensive, passive modules with planar faces can be used to selectively self-assemble into target shapes without geometric guides. We show that these modules can be easily re-programmed for new target shapes using a CNC-based magnetic plotter, and demonstrate self-assembly of 8 cubes in a water tank.


翻译:本文引入了一种方法, 生成高度选择性的编码, 这些编码可以用磁性“ 编程” 方式对物理模块进行磁性“ 编程”, 以使其能够在所选的配置中进行自我组合。 我们根据 Hadamard 矩阵生成这些编码, 并展示如何设计模块的面部, 使其对预期的伴侣具有最大吸引力, 同时保持最大程度的不可知性 。 我们对这些边框进行保障, 并实验性地核查它们的吸引力和不可知性。 我们使用其面部被软性磁性材料覆盖的立方模块, 我们展示了如何在没有几何制指南的情况下, 使用平面的低价、 被动模块来选择性地将自组装成目标形状。 我们显示这些模块可以很容易地使用基于 CNC 的磁绘图器重新编程用于新目标形状, 并在水箱中演示8个立方体的自我组合。

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