Studenti MIT staví malé samoskládací roboty pro vesmír

Pokud se pár absolventů MIT prosadí, je budoucností programovatelná záležitost.

Představte si tisíce nebo stovky tisíc nanobotů, kteří se na povel sestavují a rozebírají, aby vytvořili nejúčinnější tvar pro vylétnutí na oběžnou dráhu, vytvořili náhradní díl oplechování trupu Mezinárodní vesmírné stanice, nástroj pro zkoumání asteroidu nebo stůl a židli pro tvrdě pracující astronaut.

Vytvoření v jistém smyslu „druhu recyklovatelného 3D tisku,“ říká Martin Nisser, doktorand na MIT, který spolupracuje s týmem na vymýšlení nových způsobů ovládání a manévrování mikrobotů.

Nebo Transformers, chcete-li. Možná ještě ne tak docela Optimus Prime, samozřejmě.

Jmenují se ElectroVoxels (voxely = objemové pixely) a zatímco jsou stále ve fázi testování, Nisser našel nový způsob, jak jim umožnit rychlou a ekonomickou rekonfiguraci.

„Jednou z velkých výzev s rekonfigurovatelnými roboty je, že pokud chcete, aby se každý z těchto malých modulů mohl pohybovat sám o sobě, musíte do každého modulu zabudovat výpočty, elektronické senzory, akční členy, a to je opravdu těžké. jak se moduly postupně zmenšují,“ řekl mi Nisser nedávno Podcast TechFirst. „Klíčovým technickým přínosem, který jsme vyvinuli, je vymyslet způsob, jak do těchto modulů vložit elektromagnety, aby bylo možné provést rekonfiguraci... což je dobře, protože tyto elektromagnety jsou opravdu, opravdu levné, snadno se vyrábějí, a nevyžadují velkou údržbu.“

Testování probíhalo na palubě „zvratkové komety“ NASA, velkého polstrovaného letadla s odstraněnými sedadly, takže vědci a astronauti mohou zažít několik sekund nulové gravitace během parabolických letů.

Současné prototypy jsou dlouhé asi šest centimetrů (něco přes dva palce) a mají elektromagnety zabudované v každém z jejich 12 okrajů. Přidejte mikrokontrolér a integrované obvody, které vám umožní regulovat směr, kterým proud prochází elektromagnety, a můžete přimět ElectroVoxely, aby se navzájem přitahovaly nebo odpuzovaly dostatečně sofistikovanými způsoby, aby bylo možné otáčet se kolem sdílené osy a příčně přes plochu jiného ElectroVoxelu. .

Současné modulární roboty měnící tvar jsou poměrně neohrabané, říká MIT. Jsou vyrobeny s velkými, drahými motory pro usnadnění pohybu: přemýšlejte transformátory ale asi o 300 generací dříve.

„Pokud se každá z těchto krychlí může otáčet vzhledem ke svým sousedům, můžete skutečně překonfigurovat svou první 3D strukturu na jakoukoli jinou libovolnou 3D strukturu,“ říká Nisser.

To by mohlo být užitečné pro nestandardní nástroje nebo pro přeskupení hmoty pro rotující pohyby za účelem iniciace formy umělé gravitace prostřednictvím odstředivé síly nebo pro umístění hmoty mezi vás a nebezpečnou sluneční erupci.

Právě teď jsou ElectroVoxely relativně velké, takže jakékoli struktury, které vytvoří, budou spíše hrubé a hrudkovité. Aby byly skutečně užitečné, Nisser a jeho tým budou muset zmenšit ElectroVoxely potenciálně o řády.

„Pracujeme na miniaturizaci těchto modulů, abychom je mohli trochu zmenšit, a vy chcete postavit stovky tisíc takových modulů, které dokážou rekonfigurovat, aby umožnily druh recyklovatelného 3D tisku,“ řekl mi Nisser.

Nakonec některé moduly ponesou nástroje. Jiné budou ukládat energii do baterií, zatímco další mohou energii zachytávat solárními panely. Ještě další mohou obsahovat konfigurovatelné motory nebo dokonce zásoby surovin, jako jsou kovy nebo části strojů, nebo dokonce kyslík pro dočasné úkryty ve vesmíru.

Ale to vše je v budoucnosti.

Přesto je to důležitá výzva, kterou je třeba vyřešit, pokud chceme chytré rekonfigurovatelné stroje a nástroje na místě, kde si nemůžete jen tak objednat nový díl a nechat ho zítra doručit přes Amazon Prime.

„Vesmír je něco jako… konečná hranice výroby,“ říká Nisser. Je velmi, velmi náročné tam stavět věci. Takže pokud jste schopni nechat si věci smontovat sami, aniž byste tam museli posílat astronauty – což je velmi nebezpečné – a přepravovat vše najednou, je to opravdu výhodné. A jaksi paradoxně, zatímco je to prostředí, kde je rekonfigurace tak výhodná, rekonfigurace je ve skutečnosti svým způsobem mnohem jednodušší… protože v prostředí mikrogravitace nemusíte bojovat s gravitačními vektory.“

Popsat TechFirstnebo si plný přepis našeho rozhovoru.