概述
智慧型沙挑戰
最大的挑戰是每個沙粒只能攜帶很少的計算資源。論文合著者、麻省理工學院計算機科學與工程教授丹尼爾·魯斯說：“如果每粒沙里都能存一張數字圖，要找出一種算法就很容易，但這根本不現實。怎樣才能開發出有效的算法，在通訊水平和極短距離內不浪費任何信息呢？我們想每粒沙不必事先知道要組成什麼樣子。”
形成過程
研究人員表示，他們將在今年5月份召開的IEEE機器人技術與自動化國際會議上提交論文，闡述這種“智慧型沙”算法。他們的“智慧型沙”使用的是類似於雕刻的“減法規則”，而不是LEGO拼裝玩具那樣的“加法規則”，沙粒能向前後傳遞信息，選擇性地貼附在其他沙粒上，形成3維物體。“智慧型沙”並不只是簡單地構建某個破損的機件，當它們完成了某項功用後，還會返回成一堆沙粒的樣子，彼此分離獨立，以便下次構建新的形狀。
互動
論文作者凱爾·吉爾賓解釋說，沙粒首先彼此傳遞信息以確定哪些鄰居丟失了，然後選擇自己的位置，再給其他沙粒傳遞一個固定的距離信息，並反過來強化確定自身的位置。當複製品邊緣建立以後，外面的沙粒就不再與周圍鄰居聯繫。
試驗
研究人員製作了一種邊長10毫米的立方體，經過計算機模擬證明了這種算法的有效性，也可以把每一層立方體當作二維格子來用。他們把這種立方體叫做“智慧型卵石”(smart pebbles)，每個立方體的4個面上裝有永久電磁體，可以通過電脈衝磁化或消磁。彼此不僅能靠磁力相連，還能溝通共享磁力。每個“卵石”中都有一個微處理器，能存儲32K位元組的程式代碼，只有2K位元組用於工作記憶。
複製品
這種算法可以複製出是樣本10倍大的物體，也可以調整生成許多大小一樣的複製品，或複製一個大型物體。“比如你的汽車拉桿斷了，你可以把它放到沙子裡，得到一個新的。”吉爾賓說。
功能
哈佛大學電力工程副教授、微型機器人技術實驗室主管羅伯特·伍德指出，真正的智慧型沙要比這些10毫米的立方體小得多，但這並非不可逾越的障礙。目前的“卵石”已經擁有了核心功能，能理解鄰居傳達的信息、和鄰居交談、能做一些計算，這是最重要的。再把它們做得更小也是切實可行的，但還需要解決更多工程上的難題。
