Дослідники створюють роботів з декількох дрібніших 3D-друкованих одиниць

Дослідники з Georgia Institute of Technology створили роботів, що складаються повністю з дрібніших одиниць, відомих як “смартікли”. Ця нова техніка руху викликає традиційний спосіб створення роботів з моторів, батарей, актуаторів, тіл, ніг і коліс.

Нове дослідження було підтримано Армією досліджень, Національним науковим фондом та дослідниками з Northwestern University. Воно було опубліковано в журналі Science Robotics.

Ці 3D-друковані активні частинки можуть виконувати лише функцію махання своїми двома руками. Потенціал цих смартіклів змінюється, коли їх п’ять у колі. Коли вони разом, вони утворюють робофізичну систему, яку називають “суперсмартікл”, штовхаючи один одного. Ця суперсмартікл може рухатися самостійно. Якщо додати датчик звуку або світла, її можна контролювати через стимул.

Ця нова система ще в своєму дитинстві, але ідея створення роботів з групування дрібніших одиниць має великий потенціал. Вона забезпечує групові можливості та може привести до механічно заснованого контролю над малими роботами. Групування дрібніших роботів також може привести до нового руху.

Dan Goldman – професор школи фізики в Georgia Institute of Technology.

“Ці дуже примітивні роботів, поведінка яких домінує механіка та закони фізики”, – сказав він. “Ми не хочемо встановити на них складний контроль, чуття та обчислення. Коли роботів стають дрібнішими та дрібнішими, нам доведеться використовувати механіку та фізичні принципи для контролю над ними, оскільки вони не матимуть необхідного рівня обчислень та чуття для традиційного контролю”.

Дослідження було побудовано на основі дослідження будівельних скоб, які були виливи в контейнер з видаленими сторонами. Колишній аспірант та现在 член факультету Університету Каліфорнії Сан-Дієго Нік Грейвіш потім видалив стіни контейнера, щоб створити структури, які могли стояти самостійно. Він зрозумів, що механічні об’єкти можна скласти разом, щоб створити структури, які можуть робити набагато більше, ніж їх окремі компоненти.

“Робот, створений з інших примітивних роботів, став нашим баченням”, – сказав Голдман. “Ви можете уявити собі створення робота, у якому ви трохи зміните його геометричні параметри, і що виникає – якісно нові поведінки”.

Вілл Савой, аспірант-дослідник, створив батарейні смартікли з 3D-принтера. Вони мали мотори, прості датчики та деяку обчислювальну потужність. Індивідуально смартікли не можуть зробити багато, але вони можуть змінити місце та взаємодіяти один з одним, коли поміщені в кільце.

“Хоча жоден окремий робот не міг рухатися самостійно, хмара, складена з багатьох роботів, могла рухатися, штовхаючи себе назовні та скорочуючись, коли стискалася всередину”, – сказав Голдман. “Якщо ви помістите кільце навколо хмари малих роботів, вони починають штовхати один одного та більше кільце – те, що ми називаємо суперсмартіклом – рухається випадково”.

Дослідники також дізналися, що вони можуть контролювати рух роботів, використовуючи фотодатчики. Вони могли зупинити рух рук смартіклів за допомогою світлового променя.

“Якщо ви нахилите ліхтарик під правильним кутом, ви можете підсвітити роботів, які повинні бути неактивними, і це викликає кільце, яке рухається до нього або від нього, хоча жоден робот не запрограмований рухатися до світла”, – пояснив Голдман. “Це дозволило керування ансамблем дуже примітивним, стохастичним способом”.

Ці нові розробки допоможуть у створенні роїв роботів, які складаються з декількох дрібніших пристроїв. Їх можна змінити так, щоб вони були корисними в різних ситуаціях та застосуваннях. Армія США також взяла участь у новому проекті, оскільки він може допомогти створити роботів, які можуть змінювати свою форму та функції.