Trăim într-o lume în care au loc mai multe revoluții tehnologice în același timp. În timp ce salturile care se desfășoară în domeniile informaticii, roboticii și biotehnologiei câștigă multă atenție, se acordă mai puțin atenție unui domeniu la fel de promițător. Acesta ar fi domeniul producției, unde tehnologii precum imprimarea 3D și roboții autonomi se dovedesc a fi un schimbător de jocuri imens.
De exemplu, activitatea este urmărită de Centrul pentru mușchi și atomi (CBA) al MIT. Aici studenții absolvenți Benjamin Jenett și profesorul Neil Gershenfeld (ca parte a lucrării de doctorat a lui Jenett) lucrează la roboți minusculi care sunt capabili să asambleze structuri întregi. Această lucrare ar putea avea implicații pentru orice, de la aeronave și clădiri până la așezări în spațiu.
Lucrările lor sunt descrise într-un studiu apărut recent în numărul din octombrie al documentului IEEE Robotica și scrisori de automatizare. Studiul a fost scris de Jenett și Gershenfeld, cărora li s-au alăturat colegii de studii superioare Amira Abdel-Rahman și Kenneth Cheung - un absolvent al MIT și al CBA, care acum lucrează la Centrul de cercetare Ames al NASA.
După cum a explicat Gerensheld într-un comunicat recent de știri MIT, au existat istoric două mari categorii de robotică. Pe de o parte, ai o robotică costisitoare făcută din componente componente personalizate care sunt optimizate pentru anumite aplicații. Pe de altă parte, există cele care sunt fabricate din module ieftin produse în masă cu performanțe mai mici.
Robotii la care lucrează echipa CBA - pe care Jenett a poreclit-o Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer (BILL-E, ca WALL-E) - reprezintă o ramură complet nouă a roboticii. Pe de o parte, sunt mult mai simple decât varietatea scumpă, personalizată și optimizată de roboți. Pe de altă parte, sunt mult mai capabili decât roboții produși în masă și pot construi o varietate mai largă de structuri.
În centrul conceptului se află ideea că structuri mai mari pot fi asamblate prin integrarea unor piese 3D mai mici - pe care echipa CBA le numește „voxeluri”. Aceste componente sunt alcătuite din tije și noduri simple și pot fi ușor fixate împreună folosind sisteme simple de blocare. Întrucât sunt în mare parte spații goale, sunt ușoare, dar pot fi totuși amenajate pentru a distribui încărcările în mod eficient.
Între timp, roboții seamănă cu un braț mic, cu două segmente lungi care sunt agățate la mijloc cu un dispozitiv de strângere la fiecare capăt pe care îl folosesc pentru a prinde structurile voxelului. Aceste anexe permit roboților să se miște ca niște viermi, deschizând și închizându-și corpurile pentru a trece de la un loc la altul.
Cu toate acestea, principala diferență între acești montatori și roboți tradiționali este relația dintre lucrătorul robotizat și materialele cu care lucrează. Potrivit lui Gershefeld, este imposibil să distingem acest nou tip de robot de structurile pe care le construiesc, deoarece lucrează împreună ca sistem. Acest lucru este evident mai ales când vine vorba de sistemul de navigație al roboților.
Astăzi, majoritatea roboților mobili necesită un sistem de navigație extrem de precis pentru a ține evidența poziției lor, cum ar fi GPS-ul. Noii roboți de asamblare nu trebuie să știe însă unde se află în raport cu voxelurile (subunități mici la care lucrează în prezent). Atunci când un asamblator trece la următorul, își reajustează simțul poziției, folosind orice lucrează pentru a se orienta.
Fiecare dintre roboții BILL-E este capabil să-și numere pașii, ceea ce pe lângă navigare îi permite să corecteze orice erori pe care le face pe parcurs. Alături de software-ul de control dezvoltat de Abdel-Rahman, acest proces simplificat va permite roiurilor BILL-Es să-și coordoneze eforturile și să lucreze împreună, ceea ce va accelera procesul de asamblare. După cum a spus Jenett:
„Nu introducem precizia în robot; precizia provine de la structură [întrucât capătă formă]. Este diferit de ceilalți roboți. Trebuie doar să știe unde se află următorul său pas. "
Jenett și asociații săi au construit mai multe versiuni de asamblare a probelor de concept, împreună cu design-urile voxel corespunzătoare. Munca lor a progresat până la punctul în care versiunile prototipului sunt capabile să demonstreze asamblarea blocurilor voxel în structuri liniare, bidimensionale și tridimensionale.
Acest tip de proces de asamblare a atras deja interesul NASA (care colaborează cu MIT pentru această cercetare) și a companiei aeriene spațiale olandeze Airbus SE - care a sponsorizat studiul. În cazul NASA, această tehnologie ar fi un element important pentru sistemele de asamblare digitală adaptabile pentru misiunea lor (ARMADAS), conduse de co-autor Cheung.
Scopul acestui proiect este de a dezvolta tehnologiile de automatizare și de asamblare robotizate necesare dezvoltării infrastructurii spațiale profunde - care include o bază lunară și habitatele spațiale. În aceste medii, asamblătorii robotici oferă avantajul de a putea asambla structuri rapid și mai eficient din punct de vedere al costurilor. În mod similar, vor putea efectua reparații, întreținere și modificări cu ușurință.
„Pentru o stație spațială sau un habitat lunar, acești roboți ar trăi pe structură, menținând-o și reparând-o continuu”, spune Jenett. Având acești roboți va elimina nevoia de a lansa structuri mari preasamblate de pe Pământ. Atunci când sunt împerecheate cu fabricarea aditivilor (imprimare 3D), aceștia ar putea, de asemenea, să folosească resursele locale ca materiale de construcție (un proces cunoscut sub denumirea de In-Situ Resource Utilisation sau ISRU).
Sandor Fekete este directorul Institutului de sisteme de operare și rețele de calculatoare din cadrul Universității Tehnice din Braunschweig, Germania. În viitor, speră să se alăture echipei pentru a dezvolta în continuare sistemele de control. Deși dezvoltarea acestor roboți, în așa fel încât să poată construi structuri în spațiu este o provocare semnificativă, aplicațiile pe care le-ar putea avea sunt enorme. După cum spunea Fekete:
„Roboții nu se obosesc sau se plictisesc, iar utilizarea multor roboți în miniatură pare a fi singura modalitate de a finaliza această muncă critică. Această lucrare extrem de originală și inteligentă a lui Ben Jenett și a colaboratorilor face un salt uriaș către construirea aripilor de avion reglabile dinamic, pânze solare enorme sau chiar habitate spațiale reconfigurabile. "
Nu există îndoieli că, dacă umanitatea vrea să trăiască durabil pe Pământ sau să se aventureze în spațiu, va trebui să se bazeze pe niște tehnologii destul de avansate. În acest moment, cele mai promițătoare sunt cele care oferă modalități rentabile de a ne satisface nevoile noastre și de a ne extinde prezența pe întregul sistem solar.
În acest sens, asamblătorii de roboți precum BILL-E nu ar fi utili doar pe orbită, pe Lună sau nu numai, ci și aici, pe Pământ. Atunci când se împerechează în mod similar cu tehnologia de imprimare 3D, grupuri mari de asamblări robotizate programate să lucreze împreună ar putea oferi o carcasă modulară ieftină, care ar putea ajuta la încheierea crizei locative.
Ca întotdeauna, inovațiile tehnologice care ajută la avansarea explorării spațiale pot fi valorificate pentru a ușura viața pe Pământ!
