I robot Assembler possono assemblare grandi strutture

Al Massachusetts Institute of Technology è in corso un nuovo lavoro con i robot assemblatori. Il professor Neil Gershenfeld e lo studente di dottorato Benjamin Jennett stanno lavorando al Center for Bits and Atoms (CBA) per creare versioni prototipo dei robot. I piccoli robot sono in grado di assemblare piccole strutture e si coordinano tra loro per assemblare le strutture più piccole in pezzi più grandi.

Questi nuovi sviluppi possono avere grandi implicazioni per alcune industrie, come ad esempio gli aerei commerciali. Attualmente, gli aerei commerciali vengono assemblati pezzo per pezzo. I pezzi vengono costruiti in luoghi diversi e si incontrano in un unico punto per essere assemblati. Con questa nuova tecnologia, l’intero aereo commerciale può essere assemblato nello stesso luogo dai piccoli robot.

I nuovi sviluppi sono stati pubblicati nel numero di ottobre della rivista IEEE Robotics and Automation Letters. L’articolo è stato scritto dal professor Gershenfeld, Jennett e dalla studentessa di dottorato Amira Abdel-Rahman. Ha anche collaborato Kenneth Cheung, un ex studente del CBA che ora lavora al centro di ricerca Amers della NASA. Lì, Cheung dirige il progetto ARMADAS, che si concentra sulla progettazione di una base lunare che può essere costruita attraverso l’assemblaggio robotico.

“Ciò che è al cuore di questo è un nuovo tipo di robotica, che chiamiamo robotica relativa”, afferma Gershenfeld.

Due categorie di robot

Secondo Gershenfeld, esistono due categorie ampie di robotica. La prima è costituita da componenti costosi e personalizzati, ottimizzati per applicazioni come l’assemblaggio in fabbrica. La seconda è costituita da robot più economici e prodotti in massa, con prestazioni inferiori.

I nuovi robot assemblatori non rientrano in nessuna di queste categorie; sono più semplici, più capaci e possono cambiare tutto ciò che sappiamo sulla produzione di articoli come aerei, ponti e edifici.

La grande differenza con questi robot assemblatori è che hanno un sistema diverso per l’interazione del dispositivo robotico con i materiali che stanno manipolando.

“Non puoi separare il robot dalla struttura – lavorano insieme come un sistema”, afferma Gershenfeld.

Invece di tenere traccia della loro posizione utilizzando sistemi di navigazione, i robot assemblatori utilizzano piccole unità, o voxel. Con ogni passo su un voxel successivo, il robot assemblatore può riaggiustare il suo senso della posizione.

Il team vuole che qualsiasi oggetto fisico possa essere ricreato come una matrice di voxel più piccoli, costituiti da semplici strutture e nodi. I componenti semplici possono quindi distribuire carichi diversi in base alla loro disposizione e il peso complessivo dell’oggetto sarà più leggero poiché i voxel saranno per lo più costituiti da spazio vuoto. Ogni voxel avrà un sistema di aggancio incorporato in modo che possano rimanere tutti insieme.

Semplificazione dei sistemi robotici complessi

Mentre il voxel assembla i pezzi, è in grado di contare i passi sulla struttura. Ciò, insieme alla tecnica di navigazione, semplifica i sistemi robotici complessi attuali.

“Mancano la maggior parte dei soliti sistemi di controllo, ma finché non perde un passo, sa dove si trova”, afferma Gershenfeld.

Abdel-Rahman ha sviluppato un software di controllo che aiuta a rendere il processo più veloce, riunendo stormi di unità, che aiutano i robot a coordinarsi e lavorare insieme.

Grande interesse da parte di grandi nomi

C’è già un grande interesse per la tecnologia da parte di grandi nomi come la NASA e la società aerospaziale europea Airbus SE (AIR.DE ).

Uno dei vantaggi dei robot assemblatori è che consentono le riparazioni e la manutenzione di una struttura di seguire lo stesso processo robotico dell’assemblaggio iniziale. Le parti danneggiate della struttura possono essere sostituite e riparate, e ciò consente di mantenerla nello stesso luogo invece di dividerla.

Secondo Gershenfeld, “La disassemblaggio è altrettanto importante dell’assemblaggio”.

“Per una stazione spaziale o un habitat lunare, questi robot vivranno sulla struttura, mantenendola e riparandola continuamente”, afferma Jennett.

Questi nuovi sviluppi avranno grandi implicazioni per quasi ogni struttura e il suo processo di costruzione, compresi interi edifici. Secondo il team, può essere utilizzato anche in ambienti difficili come lo spazio, la luna o Marte. Invece di inviare grandi strutture nello spazio, potrebbero essere inviati grandi numeri di pezzi più piccoli e poi assemblati dai robot. Inoltre, le risorse naturali potrebbero essere utilizzate nel luogo in cui si trovano i subunità.

Enorme potenziale e problemi

Se da un lato si riconosce il grande potenziale di questa tecnologia e come cambierà la nostra società, è anche importante notare che avrà grandi implicazioni per l’economia. Con l’utilizzo della robotica e dell’intelligenza artificiale, la necessità di costruire, creare e sviluppare per gli esseri umani sta diventando meno importante. Se non procediamo con cautela, queste nuove tecnologie verranno con enormi problemi.