Vědci sestavili robota z několika menších 3D-tištěných jednotek

Vědci z Georgia Institute of Technology sestavili robota, který se skládá entirely z menších jednotek známých jako „smarticles“. Tato nová technika lokomoce vyzyvající konvenční způsob vytváření robotů z motorů, baterií, aktuátorů, tělesných segmentů, nohou a kol.

Nový výzkum byl podporován Armádním výzkumným úřadem, Národní vědeckou nadací a výzkumníky z Northwestern University. Byl zveřejněn v časopise Science Robotics.

Tyto 3D-tištěné aktivní částice mohou pouze plnit funkci mávání svými dvěma rameny. Potenciál těchto smarticlů se mění, když je jich pět uzavřeno v kruhu. Když jsou spolu, vytvářejí robofyzikální systém nazývaný „supersmarticle“ navzájem se dotýkají. Tento supersmarticle se pak může pohybovat nezávisle. Pokud je přidán senzor zvuku nebo světla, lze jej ovládat pomocí stimulu.

Tento nový systém je stále v počátcích, ale myšlenka vytvářet roboty seskupením menších jednotek 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 sofistikovanou kontrolu, 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 kontrolu.“

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

„Robot složený z jiných základních robotů se stal naší vizi,“ řekl Goldman. „Můžete si představit, že vyrobíte robota, na kterém budete trochu měnit geometrické parametry, a co vyjde, jsou kvalitativně nové chování.“

Will Savoie, asistent výzkumného asistenta, vytvořil bateriově poháněné smarticle z 3D tiskárny. Měli motory, jednoduché senzory a some computing power. Individuálně nemohou smarticles dělat mnoho, ale mohou měnit polohu a interagovat s sebou, když jsou v kruhu.

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

Vědci také zjistili, že mohou ovládat pohyb robotů pomocí foto senzorů. Byli schopni zastavit mávání ramen s paprskem světla.

„Pokud nakloníte baterku přesně tak, můžete osvětlit robota, který chcete deaktivovat, 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 rất základním, stochastickém způsobem.“

Tyto nové vývojové kroky pomohou při vytváření robotů ve smečce, 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 mění tvar a funkce.