Roboti sestavovači mohou sestavit velké struktury

Na Massachusettském technologickém institutu je prováděna nová práce s roboty sestavovači. Profesor Neil Gershenfeld a doktorand Benjamin Jennett pracují v Centru pro bitové a atomové struktury (CBA) na vytvoření prototypových verzí těchto robotů. Malé roboty jsou schopné sestavit malé struktury a koordinují se navzájem, aby vytvořily větší kusy.

Tyto nové vývojové směry mohou mít velké důsledky pro některé odvětví, jako jsou komerční letadla. V současné době se komerční letadla často sestavují kus po kusu. Tyto kusy se vyrábějí na různých místech a nakonec se setkávají na jednom místě, aby byly sestaveny. Díky této nové technologii lze celé komerční letadlo sestavit na stejném místě pomocí malých robotů.

Nové vývojové směry byly zveřejněny v říjnovém vydání časopisu IEEE Robotics and Automation Letters. Článek byl sestaven profesorem Gershenfeldem, Jennettem a doktorandem Amirou Abdel-Rahmanem. Pracoval na něm také bývalý student CBA Kenneth Cheung, který nyní pracuje v Amerském výzkumném centru NASA. Zde Cheung řídí projekt ARMADAS, který se zaměřuje na návrh lunární základny, která může být postavena pomocí robotické montáže.

“To, co je v srdci této věci, je nový druh robotiky, který nazýváme relativními roboty,” říká Gershenfeld.

Dvě kategorie robotů

Podle Gershenfelda existují dvě široké kategorie robotiky. První jsou vyrobeny z drahých, speciálních komponentů, které jsou optimalizovány pro aplikace, jako je montáž ve fabrikách. Druhé jsou levné, masově vyráběné s nižšími výkony.

Nové roboty sestavovači nejsou ani jedni, ani druzí; jsou jednodušší, schopnější a mohou změnit vše, co víme o výrobě položek, jako jsou letadla, mosty a budovy.

Velký rozdíl mezi těmito roboty sestavovači spočívá v tom, že mají jiný systém pro interakci robotického zařízení s materiály, které zpracovávají.

“Nelze oddělit robota od struktury – pracují společně jako systém,” říká Gershenfeld.

Místo toho, aby sledovali svou polohu pomocí navigačních systémů, roboty sestavovači používají malé subunity, nebo voxely. S každým krokem na další voxel, robot sestavovač může upravit své vnímání polohy.

Tým chce, aby každý fyzický objekt mohl být rekreován jako pole menších voxelů, skládajících se z jednoduchých nosníků a uzlů. Jednoduché komponenty mohou pak rozdělit různé zatížení na základě svého uspořádání a celková hmotnost objektu bude nižší, protože voxely budou většinou tvořeny prázdným prostorem. Každý voxel bude mít zabudovaný systém zajištění, aby mohly zůstat všechny pohromadě.

Zjednodušování složitých robotických systémů

Jakmile voxel sestaví kusy, může počítat své kroky nad strukturou. To, spolu s navigační technikou, zjednodušuje současné složité robotické systémy.

“Chybí mu většina běžných řídicích systémů, ale pokud nezapomene žádný krok, ví, kde je,” říká Gershenfeld.

Abdel-Rahman vyvinul řídicí software, který pomáhá urychlit proces spojením hejn jednotek, které pomáhají robotům koordinovat a pracovat společně.

Velký zájem velkých jmen

Už je velký zájem o tuto technologii ze strany velkých jmen, jako je NASA a evropská letecká společnost Airbus SE (AIR.DE ).

Jednou z výhod robotů sestavovačů je, že umožňují opravu a údržbu struktury stejným robotickým procesem jako původní montáž. Poškozené části struktury lze nahradit a opravit, a to umožňuje, aby struktura zůstala na stejném místě, místo aby byla rozdělena.

Podle Gershenfelda “je demontáž stejně důležitá jako montáž.”

“Pro vesmírnou stanici nebo lunární habitat by tyto roboty žily na struktuře, neustále ji udržovaly a opravovaly,” říká Jenett.

Tyto nové vývojové směry budou mít obrovské důsledky pro téměř každou strukturu a její konstrukční proces, včetně celých budov. Podle týmu lze tuto technologii použít i v obtížných prostředích, jako je vesmír, Měsíc nebo Mars. Místo toho, aby se do vesmíru posílaly velké struktury, lze poslat velké množství menších kusů a poté je sestavit pomocí robotů. Navíc lze využít přírodní zdroje v místě, kam se podjednotky dostanou.

Ohromný potenciál a problémy

Zatímco se uznává ohromný potenciál této technologie a jak změní naši společnost, je také důležité poznamenat, že bude mít obrovské důsledky pro ekonomiku. S použitím robotiky a umělé inteligence se snižuje potřeba lidské práce pro stavbu, vytváření a rozvoj. Pokud nebudeme postupovat s opatrností, tyto nové technologie přinesou obrovské problémy.