Роботи-збирачі можуть скласти великі конструкції

У Массачусетському технологічному інституті проводиться нова робота з роботами-збирачами.Професор Ніл Гершенфельд і аспірант Бенджамін Дженнет працюють у Центрі бітів і атомів (CBA) над створенням прототипних версій цих роботів. Ці маленькі роботизовані пристрої здатні зібрати невеликі конструкції, а потім координують свої дії, щоб скласти більші конструкції з менших.

Ці нові розробки можуть мати великі наслідки для певних галузей, таких як комерційна авіація. Наразі комерційні літаки часто збираються по частинах. Ці частини будуються в різних місцях, а потім збираються в одному місці. З допомогою цієї нової технології весь комерційний літак можна зібрати в одному місці за допомогою малих роботів.

Нові розробки були опубліковані в жовтневому випуску журналу IEEE Robotics and Automation Letters. Статтю підготували професор Гершенфельд, Дженнет і аспірант Аміра Абдель-Рахман. У роботі також брали участь колишній студент CBA Кеннет Ченг, який зараз працює в дослідницькому центрі Amers у NASA. Там Ченг керує проєктом ARMADAS, який займається розробкою місячного базису, який можна буде збудувати за допомогою роботизованої збірки.

“У центрі цього лежить новий вид робототехніки, який ми називаємо відносними роботами”, – каже Гершенфельд.

Дві категорії роботів

За словами Гершенфельда, існують дві широкі категорії робототехніки. Перша складається з дорогих, спеціально розроблених компонентів, оптимізованих для застосувань, таких як збірка на заводі. Друга категорія складається з дешевих, масово вироблених компонентів з нижчою продуктивністю.

Нові роботизовані пристрої-збирачі належать до жодної з цих категорій; вони простіші, більш здатні і можуть змінити все, що ми знаємо про виробництво товарів, таких як літаки, мости та будівлі.

Велика різниця між цими роботами-збирачами полягає в тому, що вони мають іншу систему взаємодії з матеріалами, які вони обробляють.

“Не можна відокремити робота від конструкції – вони працюють разом як система”, – каже Гершенфельд.

Замість того, щоб відстежувати своє положення за допомогою навігаційних систем, роботизовані пристрої-збирачі використовують маленькі підодиниці, або вокселі. З кожним кроком на наступний воксель роботизований пристрій-збирач може коригувати своє відчуття положення.

Команда хоче, щоб будь-який фізичний об’єкт міг бути відтворений у вигляді масиву менших вокселів, що складаються з простих стрижнів і вузлів. Прості компоненти можуть розподіляти різні навантаження залежно від їх розташування, а загальна вага об’єкта буде легшою, оскільки вокселі будуть переважно складаються з порожнього простору. Кожен воксель матиме систему зчеплення, щоб вони могли залишатися разом.

Упрощення складних роботизованих систем

Під час збірки роботизований пристрій-збирач може рахувати свої кроки над конструкцією. Це, разом з навігаційною технікою, спрощує сучасні складні роботизовані системи.

“В нього відсутня більша частина звичайних систем контролю, але поки він не пропускає кроки, він знає, де він знаходиться”, – каже Гершенфельд.

Абдель-Рахман розробила програмне забезпечення, яке сприяє прискоренню процесу, збираючи рої одиниць, які допомагають роботам координувати свої дії та працювати разом.

Великий інтерес великих імен

Вже є великий інтерес до цієї технології з боку великих імен, таких як NASA і європейська аерокосмічна компанія Airbus SE (AIR.DE ).

Однією з переваг роботизованих пристроїв-збирачів є те, що вони дозволяють проводити ремонт і технічне обслуговування конструкції за допомогою того ж роботизованого процесу, що і первинна збірка. Пошкоджені частини конструкції можна замінити та відремонтувати, і це дозволяє їй залишатися на одному місці, замість того, щоб бути розібраною.

За словами Гершенфельда, “Розбирання є так само важливим, як і збірка”.

“Для космічної станції або місячного житла ці роботизовані пристрої будуть жити на конструкції, постійно підтримуючи та ремонтуючи її”, – каже Дженнет.

Ці нові розробки матимуть величезні наслідки для майже кожної конструкції та процесу її будівництва, включаючи цілі будівлі. За словами команди, це можна використовувати навіть у складних середовищах, таких як космос, Місяць або Марс. Замість того, щоб відправляти великі конструкції в космос, можна відправляти велику кількість менших частин, а потім зібрати їх за допомогою роботизованих пристроїв-збирачів. Навіть краще, природні ресурси можна використовувати в місці призначення підодиниць.

Величезний потенціал і проблеми

Хоча визнаючи величезний потенціал цієї технології і те, як вона змінить наше суспільство, також варто зазначити, що це матиме величезні наслідки для економіки. З використанням робототехніки та штучного інтелекту потреба людей у будівництві, створенні та розвитку стає менш важливою. Якщо ми не будемо діяти з обережністю, ці нові технології матимуть величезні проблеми.