Robot Assembler Có Thể Lắp Ghép Cấu Trúc Lớn

Có một công việc mới đang được thực hiện với robot assembler tại Massachusetts Institute of Technology. Giáo sư Neil Gershenfeld và sinh viên sau đại học Benjamin Jennett đã làm việc tại Trung tâm Bits và Nguyên tử (CBA) của MIT để tạo ra các phiên bản nguyên mẫu của robot. Những robot nhỏ này có khả năng lắp ráp các cấu trúc nhỏ, và chúng phối hợp với nhau để lắp ráp các cấu trúc nhỏ thành các mảnh lớn hơn.

Những phát triển mới này có thể có những ý nghĩa lớn đối với một số ngành công nghiệp như máy bay thương mại. Hiện tại, máy bay thương mại thường được lắp ráp từng mảnh. Những mảnh này được xây dựng tại các địa điểm khác nhau, và chúng cuối cùng gặp nhau tại một điểm để được lắp ráp. Với công nghệ mới này, toàn bộ máy bay thương mại có thể được lắp ráp tại cùng một nơi bởi những robot nhỏ.

Những phát triển mới này đã được công bố trong số tháng 10 của IEEE Robotics and Automation Letters. Bài báo này được biên soạn bởi Giáo sư Gershenfeld, Jennett và sinh viên sau đại học Amira Abdel-Rahman. Nó cũng được thực hiện bởi cựu sinh viên CBA Kenneth Cheung, người hiện đang làm việc tại Trung tâm Nghiên cứu Amers của NASA. Đó là nơi Cheung điều hành dự án ARMADAS, tập trung vào việc thiết kế một căn cứ trên mặt trăng có thể được xây dựng thông qua lắp ráp robot.

“Điều gì ở trung tâm của điều này là một loại robot mới, mà chúng tôi gọi là robot tương đối,” Gershenfeld nói.

Hai Loại Robot

Theo Gershenfeld, có hai loại robot rộng lớn, loại đầu tiên được làm từ các thành phần tùy chỉnh đắt tiền được tối ưu hóa cho các ứng dụng như lắp ráp nhà máy. Loại thứ hai là các robot sản xuất hàng loạt với hiệu suất thấp hơn.

Những robot assembler mới này không thuộc loại nào; chúng đơn giản hơn, có khả năng hơn và có thể thay đổi mọi thứ chúng ta biết về sản xuất cho các vật phẩm như máy bay, cầu, và tòa nhà.

Sự khác biệt lớn với những robot assembler này là chúng có một hệ thống khác nhau về cách thiết bị robot tương tác với vật liệu mà nó đang xử lý.

“Bạn không thể tách robot khỏi cấu trúc — chúng làm việc cùng nhau như một hệ thống,” Gershenfeld nói.

Thay vì theo dõi vị trí của chúng thông qua hệ thống điều hướng, robot assembler sử dụng các đơn vị nhỏ, hoặc voxel. Với mỗi bước lên voxel tiếp theo, robot assembler có thể điều chỉnh lại cảm giác về vị trí của nó.

Đội ngũ muốn bất kỳ vật thể vật lý nào có thể được tái tạo thành một mảng các voxel nhỏ hơn, bao gồm các strut và node đơn giản. Các thành phần đơn giản này có thể phân phối các tải khác nhau dựa trên cách sắp xếp của chúng, và trọng lượng tổng thể của vật thể sẽ nhẹ hơn vì các voxel sẽ chủ yếu bao gồm không gian trống. Mỗi voxel sẽ có một hệ thống khóa được tích hợp vào nó để chúng có thể ở cùng nhau.

Giản Hóa Hệ Thống Robot Phức Tạp

Khi voxel lắp ráp các mảnh, nó có thể đếm các bước của nó trên cấu trúc. Điều này, cùng với kỹ thuật điều hướng, đơn giản hóa các hệ thống robot phức tạp hiện tại.

“Nó thiếu hầu hết các hệ thống điều khiển thông thường, nhưng miễn là nó không bỏ lỡ một bước, nó biết nó đang ở đâu,” Gershenfeld nói.

Abdel-Rahman đã phát triển phần mềm điều khiển giúp làm cho quá trình nhanh hơn bằng cách đưa cùng nhau các đàn đơn vị, giúp robot phối hợp và làm việc cùng nhau.

Sự Quan Tâm Lớn Của Các Tên Lớn

Đã có sự quan tâm lớn trong công nghệ này bởi các tên tuổi lớn như NASA và công ty hàng không vũ trụ châu Âu Airbus SE.

Một trong những ưu điểm của robot assembler là chúng cho phép sửa chữa và bảo trì của một cấu trúc theo cùng quy trình robot như lắp ráp ban đầu. Các bộ phận bị hư hỏng của cấu trúc có thể được thay thế và sửa chữa, và điều này cho phép nó ở cùng một nơi thay vì bị chia cắt.

Theo Gershenfeld, “Tháo dỡ là quan trọng như xây dựng.”

“Đối với một trạm vũ trụ hoặc một môi trường sống trên mặt trăng, những robot này sẽ sống trên cấu trúc, liên tục bảo trì và sửa chữa nó,” Jenett nói.

Những phát triển mới này sẽ có những ý nghĩa lớn đối với hầu như mọi cấu trúc và quá trình xây dựng của nó, bao gồm cả các tòa nhà. Theo đội ngũ, nó thậm chí có thể được sử dụng trong các môi trường khó khăn như không gian, mặt trăng hoặc sao Hỏa. Thay vì đưa các cấu trúc lớn vào không gian, một số lượng lớn các mảnh nhỏ hơn có thể được gửi và sau đó được lắp ráp bởi robot. Thậm chí tốt hơn, các tài nguyên tự nhiên có thể được sử dụng trong bất kỳ nơi nào các đơn vị nhỏ đi.

Tài Năng Lớn Và Vấn Đề

Trong khi công nhận tài năng lớn của công nghệ này và cách nó sẽ thay đổi xã hội của chúng ta, cũng đáng chú ý rằng nó sẽ có những ý nghĩa lớn đối với nền kinh tế. Với việc sử dụng robot và trí tuệ nhân tạo, nhu cầu con người xây dựng, tạo ra và phát triển đang trở nên ít quan trọng hơn. Nếu chúng ta không tiến hành với sự thận trọng, những công nghệ mới này sẽ đi kèm với những vấn đề khổng lồ.