Bспользует всего пять частей для сборки сложных роботов Lego-подобная сборочная система

Все живые существа состоят из 20 аминокислот и их бесчисленных комбинациях, так почему бы не создавать роботов подобным образом? Эта информация вдохновила ученых разработать новый метод от MIT, который использует несколько многоцелевых деталей для создания всевозможных крошечных машин. Машины, которые в конце концов, могут создавать себе подобных самостоятельно.

Новый метод сборки

Опять же, технологии черпают вдохновение из природы. Размышления профессора Массачусетского технологического института Нила Гершенфельда о аминокислотах побудили его придумать концепцию «цифровых материалов», дискретного, ограниченного набора деталей, которые можно собрать как своего рода крошечный набор Erector, в потенциально неограниченное разнообразие крошечных машин и роботов.

Статья Гершенфельда о данном методе (в соавторстве со студентом MIT Уиллом Лэнгфордом) была представлена на этой неделе на Международной конференции по манипуляции, автоматизации и робототехнике в малых масштабах (MARSS) в Хельсинки, Финляндия. На конференции команда продемонстрировала сборку и использование крошечного мотора, который мог вращать шестерни машины, используя всего пять различных деталей.

Эти конструкции из пяти частей (которые включают в себя жесткие и гибкие компоненты, катушку и магниты) выполнены в миллиметровом масштабе и соединяются друг с другом через стандартный разъем в нескольких конфигурациях. Детали могут быть собраны в робота для конкретной задачи - которая может быть расширена с помощью большего количества компонентов из набора - или их можно легко разобрать и переназначить для создания новой машины для другой задачи.

В более широком масштабе этот эффективный подход может свести на нет дорогостоящий процесс проектирования и создания новых роботов с нуля с заказными деталями для каждой задачи.

Проблемы и их решения

Задача состояла не только в том, чтобы выяснить, как эти многофункциональные компоненты могут выглядеть и работать. Реальная проблема - и похоже команда разработчиков с ней столкнулась - это то, как они были бы изготовлены и собраны в первую очередь, а Гершенфельд заявил, что конечной целью является создание ассемблера, который может собрать свою копию из частей, используемых ранее.

С этой целью Лэнгфорд создал устройство для изготовления, похожее на 3-D принтер и тот тип машины, которая обычно используется для создания электронных плат. Его автоматизация в значительной степени зависит от простоты и регулярности проектирования каждого из отдельных компонентов в наборе - ключевого фактора взаимодействия, надежности и масштабируемости конструкций.

Говоря о масштабе, возможные применения этой lego-подобной сборочной системы не ограничиваются крошечными роботами, поскольку каждый компонент может быть уменьшен или увеличен в зависимости от конечной цели. Чтобы продемонстрировать это, команда создала нанороботов из деталей нанометрового размера, а роботов побольше из деталей метрического размера.

Работа продолжается, и по мере того, как будет разрабатываться все больше уникальных деталей, возможности для этой методологии, несомненно, будут расширяться в геометрической прогрессии. Исследование было представлено на этой неделе в MARSS 2019 Хельсинки.