Ρομποτικά συστήματα συναρμολόγησης μπορούν να συνθέτουν μεγάλες cấu trúcες

Υπάρχει νέα εργασία που γίνεται με ρομποτικά συστήματα συναρμολόγησης στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης. Ο καθηγητής Neil Gershenfeld και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Benjamin Jennett έχουν εργαστεί στο Κέντρο Bits και Atoms (CBA) για να δημιουργήσουν πρωτότυπες εκδόσεις των ρομποτικών συστημάτων. Τα μικρά ρομποτικά συστήματα είναι ικανά να συναρμολογούν μικρές cấu trúcες και να συντονίζονται μεταξύ τους για να συνθέτουν τις μικρότερες cấu trúcες σε μεγαλύτερες.

Αυτές οι νέες εξελίξεις μπορούν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις σε ορισμένες βιομηχανίες, όπως τα εμπορικά αεροσκάφη. Όπως είναι τώρα, τα εμπορικά αεροσκάφη συναρμολογούνται συνήθως κομμάτι κομμάτι. Τα κομμάτια αυτά κατασκευάζονται σε διαφορετικές τοποθεσίες και τελικά συναντώνται σε ένα σημείο για να συναρμολογηθούν. Με αυτή τη νέα τεχνολογία, ολόκληρο το εμπορικό αεροσκάφος μπορεί να συναρμολογηθεί στο ίδιο σημείο από τα μικρά ρομποτικά συστήματα.

Οι νέες εξελίξεις δημοσιεύθηκαν στο τεύχος Οκτωβρίου του IEEE Robotics and Automation Letters. Το έγγραφο συντάχθηκε από τον καθηγητή Gershenfeld, Jennett και τη μεταπτυχιακή φοιτήτρια Amira Abdel-Rahman. Επίσης, εργάστηκε ο απόφοιτος του CBA Kenneth Cheung, ο οποίος τώρα εργάζεται στο Κέντρο Έρευνας Amers της NASA. Εκεί, ο Cheung διευθύνει το πρόγραμμα ARMADAS, το οποίο επικεντρώνεται στη σχεδίαση μιας σεληνιακής βάσης που μπορεί να κατασκευαστεί μέσω ρομποτικής συναρμολόγησης.

“Το που είναι στην καρδιά αυτού είναι ένα νέο είδος ρομποτικής, που ονομάζουμε σχετικές ρομποτικές”, λέει ο Gershenfeld.

Δύο Κατηγορίες Ρομποτικών

Σύμφωνα με τον Gershenfeld, υπάρχουν δύο ευρείες κατηγορίες ρομποτικών. Η πρώτη αποτελείται από ακριβά, εξειδικευμένα компонента που είναι ειδικά βελτιστοποιημένα για εφαρμογές όπως η συναρμολόγηση εργοστασίου. Η δεύτερη αποτελείται από φθηνά, μαζικά παραγόμενα με χαμηλότερη απόδοση.

Τα νέα ρομποτικά συστήματα συναρμολόγησης δεν ανήκουν σε καμία από τις δύο κατηγορίες· είναι απλούστερα, πιο ικανά και μπορούν να αλλάξουν όλα όσα γνωρίζουμε για την παραγωγή αντικειμένων όπως αεροπλάνα, γέφυρες και κτίρια.

Η μεγάλη διαφορά με αυτά τα ρομποτικά συστήματα συναρμολόγησης είναι ότι έχουν ένα διαφορετικό σύστημα για το πώς η ρομποτική συσκευή αλληλεπιδρά με τα υλικά που χειρίζεται.

“Δεν μπορείτε να分离σετε το ρομποτικό από τη cấu trúc — εργάζονται μαζί ως ένα σύστημα”, λέει ο Gershenfeld.

Αντί να κρατούν τοποθεσία τους μέσω της χρήσης συστημάτων πλοήγησης, τα ρομποτικά συστήματα συναρμολόγησης χρησιμοποιούν τα μικρά υπομονάδες, ή voxels. Με κάθε βήμα στο επόμενο voxel, το ρομποτικό σύστημα συναρμολόγησης μπορεί να readjust τη θέση του.

Η ομάδα θέλει να έχει κάθε φυσικό αντικείμενο ικανό να αναπαραχθεί ως一个 πίνακα μικρότερων voxels, αποτελούμενο από απλές ράβδους και κόμβους. Τα απλά компонента μπορούν να διανείμουν διαφορετικά φορτία με βάση τη διάταξή τους και το συνολικό βάρος του αντικειμένου θα είναι ελαφρύτερο既然 τα voxels θα αποτελούνται κυρίως από κενό χώρο. Κάθε voxel θα έχει ένα σύστημα κλειδώματος που θα επιτρέπει να παραμείνουν μαζί.

Απλοποίηση Συμπλεγμένων Ρομποτικών Συστημάτων

Καθώς το voxel συναρμολογεί κομμάτια, είναι ικανό να μετρά τα βήματά του πάνω στη cấu trúc. Αυτό, μαζί με τη τεχνική πλοήγησης, απλοποιεί τα τρέχοντα συμπλεγμένα ρομποτικά συστήματα.

“Λείπει η większość των συνήθων συστημάτων ελέγχου, αλλά只要 δεν χάσει ένα βήμα, ξέρει πού είναι”, λέει ο Gershenfeld.

Η Abdel-Rahman ανέπτυξε λογισμικό ελέγχου που βοηθά να γίνει η διαδικασία ταχύτερη, συγκεντρώνοντας σμήνη μονάδων, τα οποία βοηθούν τα ρομποτικά συστήματα να συντονιστούν και να εργαστούν μαζί.

Μεγάλο Ενδιαφέρον από Μεγάλες Ονόματα

Υπάρχει ήδη πολύ ενδιαφέρον για την τεχνολογία από μεγάλα ονόματα όπως η NASA και η ευρωπαϊκή αεροδιαστημική εταιρεία Airbus SE (AIR.DE ).

Ένα από τα πλεονεκτήματα των ρομποτικών συστημάτων συναρμολόγησης είναι ότι επιτρέπουν τις επισκευές και τη συντήρηση μιας cấu trúc να ακολουθήσουν την ίδια ρομποτική διαδικασία με την αρχική συναρμολόγηση. Τα χαλασμένα κομμάτια της cấu trúc μπορούν να αντικατασταθούν και να επιδιορθωθούν, και αυτό επιτρέπει να παραμείνει στη même θέση αντί να διασπαστεί.

Σύμφωνα με τον Gershenfeld, “Η αποσυναρμολόγηση είναι τόσο σημαντική όσο και η συναρμολόγηση”.

“Για ένα διαστημικό σταθμό ή một σεληνιακή κατοικία, αυτά τα ρομποτικά συστήματα θα ζουν πάνω στη cấu trúc, συνεχώς τη συντηρούν και την επισκευάζουν”, λέει ο Jenett.

Αυτές οι νέες εξελίξεις θα έχουν τεράστιες επιπτώσεις σχεδόν για κάθε cấu trúc και τη διαδικασία κατασκευής, συμπεριλαμβανομένων ολόκληρων κτιρίων. Σύμφωνα με την ομάδα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και σε δύσκολες περιβάλλοντες όπως ο χώρος, η σελήνη ή ο Άρης. Αντί να μεταφέρονται巨άλες cấu trúcες και να στέλνονται στο διάστημα, μεγάλες ποσότητες μικρότερων κομματιών θα μπορούσαν να σταλθούν και στη συνέχεια να συναρμολογηθούν από τα ρομποτικά συστήματα. Καλύτερα ακόμη, οι φυσικοί πόροι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο σημείο που θα σταλούν τα υπομονάδες.

Τεράστια Πλεονεκτήματα και Προβλήματα

Ενώ αναγνωρίζουμε το τεράστιο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας και τον τρόπο με τον οποίο θα αλλάξει την κοινωνία μας, είναι επίσης αξιοσημείωτο ότι θα έχει τεράστιες επιπτώσεις για την οικονομία. Με τη χρήση ρομποτικής και τεχνητής νοημοσύνης, η ανάγκη για ανθρώπους να κατασκευάζουν, να δημιουργούν και να αναπτύσσουν γίνεται λιγότερο σημαντική. Αν δεν προχωρήσουμε με προσοχή, αυτές οι νέες τεχνολογίες θα έρθουν με τεράστιες προβλήματα.