Vědci postavili robota ze série menších 3D-tištěných robotů

Vědci z Georgia Institute of Technology postavili robota, který se skládá zcela z menších robotů, známých jako „smarticle“. Tato nová lokomoční technika zpochybňuje konvenční způsob vytváření robotů z motorů, baterií, aktuátorů, tělesných segmentů, nohou a kol.

Nový výzkum byl podporován Armádou výzkumného úřadu, Národní vědeckou nadací a výzkumníky z Northwestern University. Byl zveřejněn v časopise Science Robotics.

Tyto 3D-tištěné inteligentní aktivní částice mohou pouze plnit funkci mávání svými dvěma rameny. Potenciál těchto smarticů se mění, když je pět z nich uzavřeno v kruhu. Když jsou spolu, vytvářejí robofyzikální systém nazývaný „supersmarticle“ tím, že se navzájem dotýkají. Tento supersmarticle je pak schopen se pohybovat nezávisle. Pokud je přidán senzor světla nebo zvuku, může být ovládán pomocí stimulu.

Tento nový systém je stále v počátcích, ale myšlenka vytváření robotů seskupením menších robotů má obrovský potenciál. Poskytuje skupinové schopnosti a může vést k mechanicky založenému ovládání malých robotů. Seskupení menších robotů může také vést k nové lokomoci.

Dan Goldman je Dunn Family Professor na School of Physics na Georgia Institute of Technology.

„Tyto jsou velmi základní roboti, jejichž chování je dominováno mechanikou a zákony fyziky,“ řekl. „Nemáme v úmyslu umístit na ně sofistikované ovládání, senzory a výpočetní techniku. Když roboti budou menší a menší, budeme muset použít mechaniku a fyzikální principy k jejich ovládání, protože nebudou mít úroveň výpočtu a senzorů, kterou bychom potřebovali pro konvenční ovládání.“

Výzkum byl založen na studiu stavebních součástí, které byly nalité do nádoby s odnímatelnými stranami. Bývalý doktorand a nyní člen fakulty na University of California San Diego, Nick Gravish, pak odstranil strany nádoby, aby vytvořil struktury, které mohly stát samostatně. Zjistil, že mechanické objekty mohly být sestaveny dohromady, aby vytvořily struktury, které mohly dělat mnohem více, než jejich jednotlivé součásti.

„Robot vytvořený z jiných základních robotů se stal naší vizi,“ řekl Goldman. „Můžete si představit, že budete vytvářet robota, u kterého budete trochu upravovat jeho geometrické parametry a co se objeví, jsou kvalitativně nové chování.“

Will Savoie, аспирант výzkumného asistenta, vytvořil bateriově napájené smarticle z 3D tiskárny. Měli motory, jednoduché senzory a一些 výpočetní síly. Jednotlivě, smarticle nemohou dělat mnoho, ale jsou schopny měnit polohu a interagovat s sebou navzájem, když jsou umístěny v kruhu.

„I když žádný jednotlivý robot nemůže se pohybovat sám, mrak složený z více robotů se může pohybovat, když se tlačí pryč a smršťuje, když se sbíhají,“ podle Goldmana. „Pokud umístíte kruh kolem mraku malých robotů, začnou se navzájem kopat a větší kruh – co nazýváme supersmarticle – se pohybuje náhodně.“

Výzkumníci také zjistili, že mohou ovládat pohyb robotů pomocí foto senzorů. Byli schopni zastavit ramena od mávání pomocí paprsku světla.

„Pokud nakloníte baterku přesně, můžete označit robota, který má být neaktivní, a to způsobí, že kruh se nakloní směrem k němu nebo od něj, i když žádný robot není naprogramován k pohybu směrem ke světlu,“ vysvětlil Goldman. „To umožnilo ovládání souboru v velmi základním, stochastickém způsobem.“

Tyto nové vývojové změny pomohou při vytváření robotů hejn, které se skládají z více menších zařízení. Mohly by být upraveny tak, aby byly užitečné v různých situacích a aplikacích. Armáda USA také projevila zájem o nový projekt, protože by mohl pomoci vytvořit roboty, které mohou měnit svou formu a funkce.