Tutkijat rakentavat robotin useista 3D-tulostetuista pienemmistä

Tutkijat Georgia-instituutti ovat rakentaneet robotin, joka koostuu kokonaan pienemmistä, "älykkäiksi" tunnetuista roboteista. Tämä uusi liikkumistekniikka haastaa perinteisen tavan luoda robotteja moottoreista, akuista, toimilaitteista, korin osista, jaloista ja pyöristä. 

Uutta tutkimusta tukivat armeijan tutkimustoimisto, National Science Foundation ja Northwestern Universityn tutkijat. Se julkaistiin lehdessä Tiederobotiikka. 

Nämä 3D-tulostetut älykkäät aktiiviset hiukkaset voivat suorittaa vain kahden käsivarren heilutuksen. Näiden älykkäiden potentiaali muuttuu aina, kun niitä on viisi ympyrän sisällä. Yhdessä ne muodostavat robofyysisen järjestelmän, jota kutsutaan "supermarticleksi", töimällä toisiaan. Tämä supermarticle pystyy sitten liikkumaan itsenäisesti. Jos ääni- tai valoanturi lisätään, sitä voidaan sitten ohjata ärsykkeellä. 

Tämä uusi järjestelmä on vielä lapsenkengissään, mutta ajatuksessa robottien luomisesta pienempien ryhmittelystä on valtava potentiaali. Se tarjoaa ryhmäominaisuuksia, ja se voi johtaa mekaanisesti perustuvaan pienten robottien hallintaan. Pienempien robottien ryhmittely voi myös johtaa uuteen liikkeeseen.

Dan Goldman on Dunn Family -professori Georgia Institute of Technologyn fysiikan koulussa. 

"Nämä ovat hyvin alkeellisia robotteja, joiden käyttäytymistä hallitsevat mekaniikka ja fysiikan lait", hän sanoi. "Emme halua laittaa niille kaikille hienostunutta ohjausta, tunnistusta ja laskentaa. Robottien pienentyessä meidän on käytettävä mekaniikkaa ja fysiikan periaatteita niiden ohjaamiseen, koska niillä ei ole sellaista laskenta- ja tunnistustasoa, jota tarvitsemme tavanomaiseen ohjaukseen.

Tutkimus rakentui irrotettavan sivun astiaan kaadettujen rakennusniittien tutkimukselle. Entinen tohtoriopiskelija ja nyt Kalifornian San Diegon yliopiston tiedekunnan jäsen Nick Gravish poisti sitten kontin seinät luodakseen rakenteita, jotka voisivat olla itsenäisiä. Hän ymmärsi, että mekaanisia esineitä voidaan koota yhteen, jotta voidaan luoda rakenteita, jotka voisivat tehdä paljon enemmän kuin yksittäiset komponentit. 

"Toisista alkeellisista roboteista tehdystä robotista tuli visio", Goldman sanoi. "Voisi kuvitella tekevänne robotin, jonka geometrisiä parametreja hieman säädettäisiin ja mikä syntyy, on laadullisesti uutta käyttäytymistä."

Will Savoie, valmistunut tutkimusassistentti, loi akkukäyttöisiä älylaitteita 3D-tulostimella. Heillä oli moottoreita, yksinkertaisia ​​antureita ja jonkin verran laskentatehoa. Yksittäin älykkäät eivät voi tehdä paljon, mutta ne voivat vaihtaa sijaintia ja olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, kun ne laitetaan renkaaseen. 

"Vaikka mikään yksittäinen robotti ei pystyisi liikkumaan yksinään, useista roboteista koostuva pilvi voisi liikkua, kun se työntyi erilleen ja kutistui vetäytyessään yhteen", Goldman sanoo. "Jos laitat renkaan pienten robottien pilven ympärille, ne alkavat potkia toisiaan ja isompi rengas – mitä me kutsumme superälykkääksi – liikkuu satunnaisesti.”

Tutkijat oppivat myös, että he pystyivät ohjaamaan robottien liikettä käyttämällä valoantureita. He pystyivät estämään käsivarsia heilumasta valonsäteellä. 

"Jos käännät taskulampun juuri oikeaan suuntaan, voit korostaa robotin, jonka haluat olla passiivinen, ja tämä saa renkaan kiemurtelemaan sitä kohti tai poispäin siitä, vaikka mitään robotteja ei ole ohjelmoitu liikkumaan valoa kohti", Goldman selitti. "Tämä mahdollisti kokoonpanon ohjaamisen hyvin alkeellisesti, stokastisella tavalla."

Nämä uudet kehityssuunnat auttavat luomaan parvirobotteja, jotka koostuvat useista pienemmistä laitteista. Niitä voidaan muuttaa niin, että niistä on hyötyä monissa eri tilanteissa ja sovelluksissa. Myös Yhdysvaltain armeija on ollut kiinnostunut uudesta hankkeesta, koska se voisi auttaa luomaan muotoaan muuttavia robotteja, jotka voivat muuttaa niiden toimintatapoja ja toimintoja.