Montageroboter können große Strukturen zusammenbauen

Es gibt neue Arbeiten mit Montagerobotern am Massachusetts Institute of Technology. Professor Neil Gershenfeld und der Doktorand Benjamin Jennett haben im Center for Bits and Atoms (CBA) der MIT gearbeitet, um Prototypen der Roboter zu erstellen. Die kleinen Roboter sind in der Lage, kleine Strukturen zusammenzubauen, und sie koordinieren miteinander, um die kleineren Strukturen zu größeren Teilen zusammenzubauen.

Diese neuen Entwicklungen können große Auswirkungen auf bestimmte Branchen wie die kommerzielle Luftfahrt haben. Derzeit werden kommerzielle Flugzeuge oft Stück für Stück zusammengebaut. Diese Teile werden an verschiedenen Orten gebaut und treffen sich schließlich an einem Ort, um zusammengebaut zu werden. Mit dieser neuen Technologie kann das gesamte kommerzielle Flugzeug an einem Ort von den kleinen Robotern zusammengebaut werden.

Die neuen Entwicklungen wurden im Oktober-Heft der IEEE Robotics and Automation Letters veröffentlicht. Der Artikel wurde von Professor Gershenfeld, Jennett und der Doktorandin Amira Abdel-Rahman erstellt. Er wurde auch von CBA-Alumnus Kenneth Cheung bearbeitet, der jetzt im Amers Research Center der NASA arbeitet. Dort leitet Cheung das ARMADAS-Projekt, das sich auf die Entwicklung einer Mondbasis konzentriert, die durch Roboterzusammenbau gebaut werden kann.

“Was im Mittelpunkt steht, ist eine neue Art von Robotik, die wir relative Roboter nennen”, sagt Gershenfeld.

Zwei Kategorien von Robotern

Laut Gershenfeld gibt es zwei breite Kategorien von Robotern. Die ersten bestehen aus teuren, speziell für Anwendungen wie die Fabrikmontage optimierten Komponenten. Die zweiten sind billige, massenproduzierte Roboter mit geringerer Leistung.

Die neuen Montageroboter sind weder das eine noch das andere; sie sind einfacher, leistungsfähiger und können alles verändern, was wir über die Produktion von Artikeln wie Flugzeugen, Brücken und Gebäuden wissen.

Der große Unterschied bei diesen Montagerobotern besteht darin, dass sie ein anderes System für die Interaktion zwischen dem Roboter und den Materialien haben, die sie bearbeiten.

“Man kann den Roboter nicht von der Struktur trennen – sie arbeiten zusammen als System”, sagt Gershenfeld.

Anstatt ihre Position durch Navigationssysteme zu verfolgen, verwenden die Montageroboter kleine Untereinheiten oder Voxel. Mit jedem Schritt auf das nächste Voxel kann der Montageroboter seine Position neu justieren.

Das Team möchte, dass jedes physische Objekt als Array von kleineren Voxel rekonstruiert werden kann, das aus einfachen Streben und Knoten besteht. Die einfachen Komponenten können dann unterschiedliche Lasten basierend auf ihrer Anordnung verteilen, und das Gesamtgewicht des Objekts wird leichter, da die Voxel hauptsächlich aus leerem Raum bestehen. Jedes Voxel wird mit einem Verriegelungssystem ausgestattet, damit sie alle zusammenbleiben.

Vereinfachung komplexer Roboter-Systeme

Wenn das Voxel die Teile zusammenbaut, kann es seine Schritte über die Struktur zählen. Dies, zusammen mit der Navigationstechnik, vereinfacht die aktuellen komplexen Roboter-Systeme.

“Es fehlt ihm die meisten üblichen Steuersysteme, aber solange es nicht einen Schritt verpasst, weiß es, wo es ist”, sagt Gershenfeld.

Abdel-Rahman entwickelte Steuerungssoftware, die den Prozess beschleunigt, indem sie Schwärme von Einheiten zusammenbringt, die den Robotern helfen, sich zu koordinieren und zusammenzuarbeiten.

Großes Interesse von großen Namen

Es gibt bereits großes Interesse an der Technologie von großen Namen wie der NASA und dem europäischen Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus SE (AIR.DE ).

Einer der Vorteile der Montageroboter ist, dass sie die Reparatur und Wartung einer Struktur ermöglichen, die dem gleichen robotischen Prozess wie die ursprüngliche Montage folgt. Beschädigte Teile der Struktur können ersetzt und repariert werden, und dies ermöglicht es, an einem Ort zu bleiben, anstatt sie aufzuteilen.

Laut Gershenfeld ist “Demontage genauso wichtig wie Montage”.

“Für eine Raumstation oder eine Mondstation würden diese Roboter auf der Struktur leben und sie kontinuierlich warten und reparieren”, sagt Jenett.

Diese neuen Entwicklungen werden enorme Auswirkungen auf fast jede Struktur und ihren Bauprozess haben, einschließlich ganzer Gebäude. Laut dem Team kann es sogar in schwierigen Umgebungen wie dem Weltraum, dem Mond oder dem Mars eingesetzt werden. Anstatt große Strukturen in den Weltraum zu transportieren, könnten große Mengen an kleineren Teilen transportiert und von den Robotern zusammengebaut werden. Noch besser, die natürlichen Ressourcen könnten an dem Ort, an dem die Untereinheiten sind, genutzt werden.

Enormes Potenzial und Probleme

Während die enormen Möglichkeiten dieser Technologie und ihre Auswirkungen auf unsere Gesellschaft anerkannt werden, ist es auch wichtig zu beachten, dass sie enorme Auswirkungen auf die Wirtschaft haben wird. Durch den Einsatz von Robotik und künstlicher Intelligenz wird die Notwendigkeit für Menschen, zu bauen, zu erstellen und zu entwickeln, weniger wichtig. Wenn wir nicht vorsichtig vorgehen, werden diese neuen Technologien mit enormen Problemen einhergehen.