Cercetători construiesc robot din mai multe dispozitive mai mici imprimate în 3D

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Georgia au construit un robot care constă în întregime din dispozitive mai mici, cunoscute sub numele de „smarticle”. Această nouă tehnică de locomoție provoacă modul convențional de creare a roboților din motoare, baterii, actuatori, segmente de corp, picioare și roți.

Cercetarea nouă a fost sprijinită de Biroul de Cercetare al Armatei, Fundația Națională pentru Știință și cercetători de la Universitatea Northwestern. A fost publicată în revista Science Robotics.

Aceste particule active inteligente imprimate în 3D pot efectua doar funcția de a-și flapa brațele. Potențialul acestor smarticles se schimbă atunci când sunt cinci dintre ele confinate într-un cerc. Când sunt împreună, ele formează un sistem robofizic numit „supersmarticle” prin împingerea unele altora. Acest supersmarticle este apoi capabil să se miște independent. Dacă se adaugă un senzor de sunet sau lumină, poate fi controlat prin stimul.

Acest sistem nou este încă în stadiul de început, dar ideea de a crea roboți prin gruparea unor dispozitive mai mici are un potențial enorm. Oferește capacități de grup și ar putea duce la un control mecanic al roboților mici. Gruparea roboților mai mici ar putea duce, de asemenea, la o nouă locomoție.

Dan Goldman este profesor în școala de fizică a Institutului de Tehnologie din Georgia.

„Acestea sunt roboți foarte rudimentari, ale căror comportamente sunt dominate de mecanică și legi fizice”, a spus el. „Nu ne propunem să punem un control sofisticat, senzori și computație pe ele. Pe măsură ce roboții devin mai mici și mai mici, vom trebui să folosim mecanica și principiile fizice pentru a-i controla, deoarece nu vor avea nivelul de computație și senzori de care avem nevoie pentru controlul convențional.”

Cercetarea a fost construită pe baza studiului unor cuie de construcție care au fost turnate într-un container cu pereți detașabili. Un fost student doctorand și acum membru al facultății de la Universitatea California San Diego, Nick Gravish, a îndepărtat apoi pereții containerului pentru a crea structuri care ar putea sta singure. El a realizat că obiectele mecanice ar putea fi asamblate pentru a crea structuri care ar putea face mult mai mult decât componentele lor individuale.

„Un robot făcut din alți roboți rudimentari a devenit viziunea noastră”, a spus Goldman. „Poți imagina crearea unui robot în care ai ajusta parametrii geometrici puțin și ceea ce apare este comportamente calitativ noi.”

Will Savoie, asistent de cercetare, a creat smarticles cu baterii dintr-o imprimantă 3D. Acestea aveau motoare, senzori simpli și o putere de calcul. Individual, smarticles nu pot face prea mult, dar pot schimba locația și interacționa unul cu altul atunci când sunt plasate într-un inel.

„Chiar dacă niciun robot individual nu se poate mișca singur, norul format din mai mulți roboți se poate mișca pe măsură ce se împinge și se strânge”, conform lui Goldman. „Dacă pui un inel în jurul norului de roboți mici, ei încep să se lovească unul pe altul și inelul mai mare – ceea ce numim supersmarticle – se mișcă aleatoriu.”

Cercetătorii au învățat, de asemenea, că pot controla mișcarea roboților utilizând senzori de lumină. Ei au reușit să oprească brațele de a flapa cu un fascicul de lumină.

„Dacă îndrepți lanterna exact în direcția corectă, poți evidenția robotul pe care vrei să fie inactiv și asta face ca inelul să se miște către sau departe de el, chiar dacă niciun robot nu este programat să se miște către lumină”, a explicat Goldman. „Acest lucru a permis direcționarea ansamblului într-un mod foarte rudimentar și stohastic.”

Aceste dezvoltări noi vor ajuta la crearea roboților de swarm care sunt alcătuiți din dispozitive mai mici. Ei ar putea fi modificați astfel încât să fie utili într-o varietate de situații și aplicații diferite. Armata SUA a arătat, de asemenea, interes pentru noul proiect, deoarece ar putea ajuta la crearea roboților care se pot schimba și pot altera modalitățile și funcțiile lor.