Робот се е научи да сглобява кубоктаедри и да се движи по тях. Бъдещето за изграждане на космически станции?
В октомврийския брой на IEEE Robotics and Automation е публикувана статия от проф. Ник Гершенфилд , неговите аспиранти Бенджамин Дженет и Амир Абдел-Рахман от Масачузетския технологичен институт (MIT) , а също така Кенет Ченг от НАСА, който ръководи проекта ARMADAS, занимаващ се с разработване на лунна база, която може да бъде построена с помощта на роботи. В статията е описан нов вид роботехника, която може да помогне за разработване на подобна база.
„В основата на новия вид роботехника лежат роботи, които ние наричаме относителни роботи “ –разказва пред MIT News проф. Гершенфелд .
Исторически, обяснява той, съществуват две широки категории роботехника : роботите от едната категория се изработват от скъпи компоненти, които внимателно се приспособяват за конкретното използване, например за сглобяване на цели заводи. Роботите от втората категория се създават от не особено скъпи серийни модули със значително по-ниска производителност. Новите роботи са алтернатива и на двете. Те са по-елементарни, отколкото първите, но в същото време са значително по-ефективни от вторите. Още повече, те са способни да революционизират производството на големи системи, от самолети до мостове и цели сгради, смята Гершенфелд.
По неговите думи, ключовата разлика се състои във взаимовръзките между роботизираните устройства и материалите, с които те работят и с които манипулират. С този нов вид роботи „вие не можете да отделите робота от конструкцията, защото те работят заедно като система” –казва учения.
Например, ако повечето мобилни роботи изискват наличието на навигационни системи с висока точност за да проследяват положението си, на новите роботи-асемблери им е нужно единствено да проследяват къде те се намират спрямо неголеми елементи – воксели (voxel), имащи форма на кубоктаедри. Всеки път, когато роботът прави крачка към следващия воксел, той коригира своето положение по отношение на конкретните компоненти, върху които стои в дадения момент.
Основната концепция на изследователите се състои в това, че както най-сложните изображения могат да бъдат възпроизведени с помощта на пиксели на екран, така и всеки физически обект може да бъде създаден от масив по-малки тримерни фрагменти, тоест воксели, които могат да бъдат направени от най-елементарни сглобки и възли.
Тези прости компоненти могат да бъдат организирани по начин, осигуряващ ефективно разпределение на натоварването. Основно вокселите се състоят от открити пространства за да се намали до минимум общото тегло на конструкцията. Възлите могат да бъдат подбрани и разположени един до друг от асемблерите, а след това закрепени един към друг с помощта на системи, разположени във всеки воксел.
Самите роботи напомнят малка ръка с два дълги сегмента по средата и приспособления за закрепване към вокселните конструкции във всеки край. Простите устройства се движат като червей, предвижвайки се през редовете воксели, многократно отваряйки и затваряйки своите V-образни тела. Дженет е нарекъл своите малки роботи BILL-E (Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer).
Дженет е създал няколко версии на роботи и воксели за сравнение. Той е използвал тези прототипи за демонстриране на сглобяването на блокове в линейни, двумерни и тримерни конструкции.
„Ние не правим точността най-важното качество на робота. По това той се различава от всички останали роботи. На него просто му е нужно да знае къде да направи своята следваща крачка” – казва Дженет.
По думите на Гершенфелд, всеки от малките роботи работи върху сглобяването на детайлите. Този начин на сглобяване на големи структури от идентични елементи с използване на прости роботизирани системи, много прилича на това как дете изгражда голям замък от елементи на LEGO. Това вече е предизвикало интерес в няколко потенциални потребителя, включително НАСА и Европейската аерокосмическа компания Aerbus SE, която е спонсорирала изследването.
Едно от преимуществата на това сглобяване е, че ремонтът и техническото обслужване може лесно да се осъществи с помощта на същия роботизиран процес, както и първоначалното сглобяване. Повредените секции могат да бъдат демонтирани от конструкцията и да бъдат подменени с нови.
„При използването на тези роботи в космически станции, роботите постоянно ще „живеят” върху конструкциите, като ги поддържат и ремонтират”- казва Дженет.
В крайна сметка такива системи могат да бъдат използвани за строителство на цели сгради, особено в сложни условия, такива като в космоса, на Луната и Марс., обяснява Гершенфелд. Това може да помогне за избавягване необходимостта да се превозват от Земята големи предварително сглобени конструкции. Вместо това могат да се изпращат големи партиди дребни детайли или те да се формират на място от тамошни материали.