Roboty montujące mogą łączyć duże struktury

Trwają nowe prace nad robotami montującymi na Massachusetts Institute of Technology. Profesor Neil Gershenfeld i student Benjamin Jennett pracują w Centrum dla Bitów i Atomów (CBA), tworząc prototypy tych robotów. Małe roboty są w stanie montować małe struktury i koordynują ze sobą, aby połączyć mniejsze struktury w większe kawałki.

Te nowe rozwiązania mogą mieć duże znaczenie dla pewnych branż, takich jak komercyjne samoloty. Obecnie komercyjne samoloty są często montowane kawałek po kawałku. Te kawałki są budowane w różnych miejscach, a następnie spotykają się w jednym miejscu, aby być zmontowanymi. Dzięki tej nowej technologii cały komercyjny samolot może być zmontowany w tym samym miejscu przez małe roboty.

Nowe rozwiązania zostały opublikowane w październikowym wydaniu czasopisma IEEE Robotics and Automation Letters. Artykuł został opracowany przez profesora Gershenfelda, Jennetta i studenta Amirę Abdel-Rahman. Pracował nad nim również były absolwent CBA, Kenneth Cheung, który obecnie pracuje w Amers Research Center w NASA. To właśnie tam Cheung prowadzi projekt ARMADAS, który koncentruje się na projektowaniu bazy księżycowej, która może być zbudowana za pomocą montażu robotycznego.

“To, co jest w sercu tego, to nowy rodzaj robotyki, który nazywamy relatywnymi robotami”, mówi Gershenfeld.

Dwie kategorie robotów

Według Gershenfelda, istnieją dwie szerokie kategorie robotyki. Pierwsze są zrobione z drogich, specjalnych komponentów, które są zoptymalizowane dla aplikacji takich jak montaż fabryczny. Drugie są tanie, masowo produkowane i mają niższą wydajność.

Nowe roboty montujące nie są żadnym z nich; są one prostsze, bardziej zdolne i mogą zmienić wszystko, co wiemy o produkcji elementów takich jak samoloty, mosty i budynki.

Duża różnica między tymi robotami montującymi polega na tym, że mają one inny system, w jaki urządzenie robocze wchodzi w interakcję z materiałami, które są obsługiwane.

“Nie można oddzielić robota od struktury – współpracują one razem jako system”, mówi Gershenfeld.

Zamiast śledzić swoją pozycję za pomocą systemów nawigacji, roboty montujące używają małych podjednostek, czyli wokseli. Z każdym krokiem na następny woksel, robot montujący może dostosować swoje poczucie pozycji.

Zespół chce, aby każdy fizyczny obiekt mógł być odtworzony jako tablica mniejszych wokseli, składających się z prostych szczebel i węzłów. Proste komponenty mogą następnie rozdzielać różne obciążenia w zależności od ich układu, a ogólny ciężar obiektu będzie lżejszy, ponieważ woksele będą w większości składać się z pustej przestrzeni. Każdy woksel będzie miał wbudowany system zaczepienia, aby mogły one wszystkie pozostać razem.

Uproszczenie złożonych systemów robotycznych

Podczas gdy woksel montuje kawałki, jest w stanie policzyć swoje kroki nad strukturą. To, w połączeniu z techniką nawigacji, upraszcza obecne złożone systemy robotyczne.

“Brakuje mu większości zwykłych systemów kontrolnych, ale tak długo, jak nie przegapi kroku, wie, gdzie jest”, mówi Gershenfeld.

Abdel-Rahman opracował oprogramowanie, które pomaga przyspieszyć proces, łącząc stada jednostek, które pomagają robotom koordynować i współpracować.

Duże zainteresowanie dużymi nazwami

Już teraz istnieje duże zainteresowanie tą technologią ze strony dużych nazw, takich jak NASA i europejska firma lotnicza Airbus SE (AIR.DE ).

Jedną z zalet robotów montujących jest to, że umożliwiają one naprawę i konserwację struktury w tym samym procesie roboczym, co początkowy montaż. Uszkodzone części struktury mogą być zastąpione i naprawione, co pozwala im pozostać w tym samym miejscu, zamiast być rozdzielonymi.

Według Gershenfelda, “Rozbiórka jest równie ważna, jak budowa”.

“Dla stacji kosmicznej lub księżycowego habitat, te roboty będą mieszkać na strukturze, ciągle ją utrzymując i naprawiając”, mówi Jenett.

Te nowe rozwiązania będą miały ogromne znaczenie dla niemal każdej struktury i procesu budowlanego, w tym całych budynków. Według zespołu, mogą one być również używane w trudnych środowiskach, takich jak przestrzeń, Księżyc lub Mars. Zamiast wysyłać duże struktury do przestrzeni, można wysłać duże ilości mniejszych kawałków, a następnie zmontować je za pomocą robotów. Co więcej, można wykorzystać naturalne zasoby w miejscu, w którym podjednostki się znajdują.

Ogromny potencjał i problemy

Podczas gdy uznaje się ogromny potencjał tej technologii i to, jak zmieni nasze społeczeństwo, warto również zauważyć, że będzie miało ogromne znaczenie dla gospodarki. Z użyciem robotyki i sztucznej inteligencji, potrzeba ludzi do budowy, tworzenia i rozwoju staje się mniej istotna. Jeśli nie będziemy postępować z ostrożnością, te nowe technologie przyjdą z ogromnymi problemami.