Исследователи Создали Робота из Множества 3D-Печатных Меньших Роботов

Исследователи из Georgia Institute of Technology создали робота, состоящего полностью из меньших роботов, известных как «смартиклы». Этот новый способ движения бросает вызов традиционному способу создания роботов из двигателей, батарей, исполнительных механизмов, сегментов корпуса, ног и колес.

Новое исследование было поддержано Армейским исследовательским офисом, Национальным научным фондом и исследователями из Северо-Западного университета. Оно было опубликовано в журнале Science Robotics.

Эти 3D-печатные активные частицы могут выполнять только функцию взмаха своих двух рук. Потенциал этих смартиклов меняется всякий раз, когда пять из них заключены в круг. Когда они вместе, они образуют робофизическую систему, называемую «суперсмартиклом», толкая друг друга. Этот суперсмартикл может двигаться самостоятельно. Если добавить датчик звука или света, его можно контролировать через стимул.

Эта новая система еще находится в стадии развития, но идея создания роботов из группировки меньших роботов имеет огромный потенциал. Она обеспечивает групповые возможности и может привести к механически обоснованному контролю над небольшими роботами. Группировка меньших роботов также может привести к новому способу движения.

Дэн Голдман – профессор в Школе физики Georgia Institute of Technology.

«Эти очень примитивные роботы, чье поведение доминируется механикой и законами физики», – сказал он. «Мы не стремимся установить на них сложный контроль, датчики и вычислительную мощность. Когда роботы становятся все меньше и меньше, нам придется использовать механику и физические принципы для их контроля, потому что они не будут иметь необходимого уровня вычислений и датчиков для традиционного контроля».

Исследование было основано на изучении строительных скоб, которые были высыпаны в контейнер с съемными сторонами. Бывший аспирант и теперь преподаватель Калифорнийского университета в Сан-Диего Ник Грейвис затем удалил стенки контейнера, чтобы создать структуры, которые могли стоять самостоятельно. Он понял, что механические объекты можно собрать вместе, чтобы создать структуры, которые могут делать гораздо больше, чем их отдельные компоненты.

«Робот, сделанный из других примитивных роботов, стал нашей целью», – сказал Голдман. «Вы можете представить себе создание робота, в котором вы немного измените его геометрические параметры, и что появляется – это качественно новые поведения».

Уилл Савуа, аспирант-исследователь, создал батарейные смартиклы с помощью 3D-принтера. У них были двигатели, простые датчики и некоторая вычислительная мощность. Отдельно смартиклы не могут сделать много, но они могут менять местоположение и взаимодействовать друг с другом, когда помещены в кольцо.

«Даже если ни один робот не может двигаться самостоятельно, облако, состоящее из множества роботов, может двигаться, толкая себя в стороны и сжимаясь, когда оно собирается вместе», – сказал Голдман. «Если вы поместите кольцо вокруг облака маленьких роботов, они начинают толкать друг друга, и большее кольцо – то, что мы называем суперсмартиклом – движется случайно».

Исследователи также узнали, что они могут контролировать движение роботов с помощью фотодатчиков. Они смогли остановить руки от взмаха с помощью луча света.

«Если вы направите фонарик под правильным углом, вы можете осветить робота, который должен быть неактивным, и это заставляет кольцо наклоняться в сторону него или от него, даже если ни один робот не запрограммирован на движение к свету», – объяснил Голдман. «Это позволило управлять ансамблем очень примитивным, стохастическим способом».

Эти новые разработки помогут в создании роботов-стаей, состоящих из множества меньших устройств. Они могут быть изменены так, чтобы быть полезными в различных ситуациях и применениях. Армия США также проявила интерес к новому проекту, поскольку он может помочь создать роботов, способных менять свою форму и функции.