Monteringsroboter kan sette sammen store strukturer

Det pågår nytt arbeid med monteringsroboter ved Massachusetts Institute of Technology. Professor Neil Gershenfeld og graduate student Benjamin Jennett har arbeidet i MITs Center for Bits and Atoms (CBA) for å lage prototypeversjoner av robotene. De små robotene er i stand til å montere små strukturer, og de koordinerer med hverandre for å sette sammen de små strukturene til større deler. 

Disse nye utviklingene kan ha store implikasjoner for visse industrier, som kommersielle fly. For tiden blir kommersielle fly ofte montert del for del. Disse delene blir bygget på forskjellige steder, og de møtes til slutt på ett sted for å bli montert. Med denne nye teknologien kan hele det kommersielle flyet bli montert på samme sted av de små robotene. 

De nye utviklingene ble publisert i oktober-utgaven av IEEE Robotics and Automation Letters. Artikkelen ble skrevet av professor Gershenfeld, Jennett og graduate student Amira Abdel-Rahman. Den ble også arbeidet på av CBA-alumnus Kenneth Cheung, som nå arbeider i Amers Research Center ved NASA. Der driver Cheung ARMADAS-prosjektet, som fokuserer på å designe en månebase som kan bli bygget gjennom robotmontering. 

“Hva som ligger til grunn for dette er en ny type robotikk, som vi kaller relativ robotikk,” sier Gershenfeld.

To kategorier av roboter

Ifølge Gershenfeld finnes det to brede kategorier av robotikk. Den første består av dyre, spesialiserte komponenter som er optimalisert for applikasjoner som fabrikkmontering. Den andre består av billige, masseproduserte komponenter med lavere ytelse. 

De nye monteringsrobotene tilhører ingen av disse kategoriene; de er enklere, mer kapable og kan endre alt vi vet om produksjon av gjenstander som fly, broer og bygninger. 

Den store forskjellen med disse monteringsrobotene er at de har et annet system for hvordan den robotiske enheten interagerer med materialet den behandler. 

“Du kan ikke skille roboten fra strukturen — de arbeider sammen som et system,” sier Gershenfeld. 

I stedet for å holde rede på sin posisjon gjennom bruk av navigasjonssystemer, bruker monteringsrobotene små underenheter, eller voxeler. Med hver trinn på den neste voxelen, kan monteringsroboten justere sin sans for posisjon. 

Teamet ønsker å kunne gjenskape enhver fysisk gjenstand som en rekke av små voxeler, bestående av enkle stenger og noder. De enkle komponentene kan deretter distribuere forskjellige laster basert på deres arrangement, og den totale vekten av gjenstanden vil bli lettere siden voxelene mest består av tom rom. Hver voxel vil ha et låsesystem bygget inn i den, så de alle kan holde sammen. 

Forenkle komplekse robotiske systemer

Etterhvert som voxelene monterer deler, kan den telle sine skritt over strukturen. Dette, sammen med navigasjonsteknikken, forenkler de nåværende komplekse robotiske systemene. 

“Det mangler de vanlige kontrollsystemene, men så lenge det ikke går glipp av et skritt, vet det hvor det er,” sier Gershenfeld. 

Abdel-Rahman utviklet kontrollsoftware som hjelper med å gjøre prosessen raskere ved å samle sammen sværmer av enheter, som hjelper robotene å koordinere og arbeide sammen. 

Stort interesse fra store navn

Det er allerede stor interesse for teknologien fra store navn som NASA og det europeiske luftfartselskapet Airbus SE (AIR.DE ). 

En av fordelene med monteringsrobotene er at de tillater reparasjon og vedlikehold av en struktur å følge samme robotiske prosess som den opprinnelige monteringen. Skadde deler av strukturen kan bli erstattet og fikset, og dette tillater den å forbli på samme sted i stedet for å bli delt opp. 

Ifølge Gershenfeld, “Å demontere er like viktig som å bygge.” 

“For en romstasjon eller en månebase, vil disse robotene bo på strukturen, kontinuerlig vedlikeholde og reparere den,” sier Jenett.

Disse nye utviklingene vil ha enorme implikasjoner for nesten alle strukturer og deres byggeprosess, inkludert hele bygninger. Ifølge teamet kan det sogar bli brukt i vanskelige miljøer som rommet, månen eller Mars. I stedet for å sende store strukturer ut i rommet, kan store mengder av små deler bli sendt og deretter montert av robotene. Enda bedre, kan de naturlige ressursene bli brukt i det stedet hvor underenhetene går. 

Enorm potensial og problemer

Mens vi erkjenner det enorme potensialet for denne teknologien og hvordan den vil endre vårt samfunn, er det også verdt å merke seg at det vil ha enorme implikasjoner for økonomien også. Med bruken av robotikk og kunstig intelligens, blir behovet for mennesker å bygge, skape og utvikle mindre viktig. Hvis vi ikke går frem med forsiktighet, vil disse nye teknologiene komme med enorme problemer.