Pencapaian terbaru MIT: Robot "mereplikasi diri" ini boleh membina segala-galanya daripada kapal terbang hingga roket!

Betapa keterlaluan kebolehan robot hari ini?

Sukar untuk membayangkan bahawa membina kapal terbang dan roket pun sudah menjadi kes kecil, malah mereka boleh membina sendiri. Ia benar-benar menjanjikan.

Baru-baru ini, kertas kerja oleh penyelidik MIT telah diterbitkan dalam jurnal Nature Communications Engineering.

Artikel itu diterbitkan bersama oleh pelajar kedoktoran Center for Bits and Atoms (CBA) Amira Abdel-Rahman, profesor dan pengarah CBA Neil Gershenfeld, dan tiga lagi yang telah mencapai kemajuan yang ketara dalam mencipta robot Keputusan.

Alamat kertas: ​​https://www. php.cn/link/1b742ae215adf18b75449c6e272fd92d​​

Difahamkan bahawa robot terbaharu yang dibangunkan oleh pasukan penyelidik Gershenfeld Inc dengan cepat boleh memasang hampir semua objek lebih besar daripada diri anda, daripada kenderaan kepada bangunan kepada robot yang lebih besar dan banyak lagi.

Pasukan telah menunjukkan bahawa kedua-dua robot pemasangan dan komponen struktur yang sedang dibina boleh terdiri daripada subunit yang sama, dan robot itu boleh beroperasi secara bebas dalam jumlah besar Bergerak cepat untuk menyelesaikan pemasangan berskala besar.

Reka bentuk piawai berdasarkan struktur yang sama, yang juga bermakna robot ini boleh "dengan mudah" memasang versi baharu dirinya.

"Membina sistem replikasi diri bukan sahaja cabaran klasik dalam sains tetapi juga klasik dalam Cabaran kesusasteraan fiksyen sains," kata Sandor Fekete , Profesor Algoritma di Jabatan Sains Komputer di Universiti Teknikal Braunschweig di Jerman "Setakat ini, hanya alam semula jadi yang benar-benar mencapai ini. Jadi kerja mereka sangat mengujakan hati Rakyat! ><.>Voxel ialah sub-unit yang sangat kecil, bersamaan dengan komponen kelantangan piksel dua dimensi. Seperti percubaan sebelumnya, sistem baharu ini melibatkan struktur besar yang boleh digunakan yang dibina daripada tatasusunan voxel.

Walau bagaimanapun, tidak seperti voxel struktur mekanikal awal, voxel yang digunakan oleh pasukan penyelidik Gershenfeld adalah lebih

"kompleks"

dan boleh dibuat daripada satu unit Membawa kuasa dan data ke unit seterusnya.

Ini membolehkan struktur dibina bukan sahaja untuk menahan beban, tetapi juga untuk mengangkat, menggerakkan dan memanipulasi bahan - malah voxel itu sendiri.

Versi awal robot pemasangan mempunyai berkas wayar yang disambungkan kepada kuasa dan sistem kawalannya, kata Gershenfeld, tetapi "kami membina Struktur ini membentuk

"sistem pintar" yang membolehkan voxel menghantar kuasa, data dan kuasa tanpa mengambil kira pengaruh wayar >Robot itu sendiri terdiri daripada rentetan beberapa voxel yang disambungkan dari hujung ke hujung. Voxel ini boleh memegang voxel lain menggunakan titik sambungan pada satu hujung, kemudian bergerak seperti cacing ke lokasi yang dikehendaki, melekat pada struktur yang semakin meningkat dan lepaskan di sana.

Algoritma pengoptimuman laluan robot, yang pertama di dunia

Gershenfeld menjelaskan bahawa walaupun sistem awal yang ditunjukkan oleh ahli kumpulannya pada dasarnya boleh membina struktur besar secara sewenang-wenangnya, apabila saiz struktur tersebut mencapai saiz tertentu berbanding dengan saiz robot pemasangan, prosesnya menjadi lebih kompleks . Ia menjadi semakin tidak cekap "kerana setiap robot mesti mengambil jalan yang lebih panjang untuk membawa bahagian ke destinasi

Dengan sistem mereka yang baru dibangunkan, robot boleh memutuskan Sama ada untuk membina yang lebih besar." versi yang boleh mencapai jarak yang lebih jauh dan mengurangkan masa "perjalanan".

Membina struktur yang lebih besar mungkin memerlukan satu lagi langkah sedemikian. Robot yang lebih besar dicipta daripada robot baharu yang lebih besar, manakala membina struktur terperinci yang halus mungkin memerlukan lebih banyak bantuan daripada robot terkecil.

Abdel-Rahman berkata apabila peranti robotik ini berfungsi untuk memasang sesuatu, mereka menghadapi pilihan setiap langkah.

"Ia boleh membina struktur, ia boleh membina robot lain dengan saiz yang sama, ia juga boleh membina robot yang lebih besar." "Kami telah komited untuk mencipta

algoritma pengoptimuman keputusan untuk bahagian kerja ini." contoh, Jika anda ingin membina kon atau hemisfera," katanya, "bagaimana anda memulakan perancangan laluan dan bagaimana anda membahagikan bentuk itu kepada kawasan berbeza yang boleh digunakan oleh robot yang berbeza?" Perisian yang mereka bangunkan membolehkan seseorang memasukkan bentuk dan mendapatkan output yang menunjukkan tempat untuk meletakkan blok pertama, dan setiap blok selepas itu, berdasarkan jarak yang perlu dilalui.

Gershenfeld berkata walaupun beribu-ribu kertas kerja telah diterbitkan mengenai perancangan laluan robot, "langkah seterusnya, apabila robot mesti Apabila membuat keputusan, membina robot lain atau jenis robot yang berbeza,

Ini adalah kerja yang benar-benar baharu

, dan tiada preseden untuk dirujuk

Batasan PenyelidikanWalaupun sistem percubaan boleh dipasang dan termasuk kuasa dan pautan data, dalam versi semasanya penyambung antara sub-unit kecil masih tidak cukup kuat , tidak dapat menanggung beban yang diperlukan. Miana Smith, seorang pelajar siswazah dalam pasukan, sedang berusaha membangunkan penyambung yang lebih berkuasa. Gershenfeld berkata: "Robot ini boleh berjalan dan mereka boleh meletakkan bahagian, tetapi kami belum sampai pada tahap di mana satu robot membina robot lain dan kemudian ia hilang."

"Untuk mengubah keadaan ini menjadi realiti, kami juga memerlukan sokongan beberapa teknologi baru muncul, seperti kuasa penggerak dan kekuatan sendi." . mampu memasang struktur yang lebih besar, termasuk robot yang lebih besar, dan merancang urutan pembinaan yang optimum -

Ini mungkin masih mengambil masa beberapa tahun.

Tetapi kerja ini telah mengambil satu langkah penting ke arah matlamat itu, termasuk menyelesaikan tugas yang rumit tentang masa untuk membina lebih banyak robot, seberapa besar untuk membinanya dan Cara mengatur robot yang berbeza saiz untuk membina struktur dengan teratur.

Daripada kapal terbang ke roket, potensi aplikasi teknologi baharu adalah besar

Potensi aplikasi pencapaian ini sangat besar, kerana ia mungkin digunakan untuk membina pelbagai struktur berskala besar, bernilai tinggi.

Sebagai contoh, sekarang apabila membina pesawat, anda memerlukan kilang yang besar terlebih dahulu, kilang itu lebih besar daripada bahagian yang mereka bina, ditambah dengan pesawat lain yang mungkin sering diperlukan untuk mengangkut pembuatan Bahan mentah yang diperlukan untuk pesawat.

Dengan sistem bahagian kecil yang dipasang oleh mikro-robot, "pemasangan terakhir pesawat akan menjadi satu-satunya proses pemasangan," Gershenfeld berkata .

Begitu juga, dalam pengeluaran kereta, "anda mungkin menghabiskan satu tahun membuat alat" sebelum kereta pertama benar-benar dibina, katanya, tetapi dengan sistem baru Kemunculan akan jelas memintas proses ini.

Potensi kecekapan inilah sebab Gershenfeld dan pelajarnya bekerjasama rapat dengan syarikat kereta, syarikat penerbangan dan agensi aeroangkasa.

Malah industri pembinaan yang agak berteknologi rendah berkemungkinan mendapat manfaat daripada teknologi ini pada masa hadapan.

Minat terhadap rumah bercetak 3D telah berkembang sejak beberapa tahun kebelakangan ini, tetapi hari ini rumah ini memerlukan mesin cetak yang sama besar atau lebih besar daripada rumah yang sedang dibina. Penggunaan robot mikro tersebut nampaknya dapat menyelesaikan masalah ini dengan berkesan.

Aaron Becker, profesor bersekutu di Jabatan Kejuruteraan Elektrik dan Komputer di Universiti Houston, memberikan penarafan tertinggi yang mungkin, memanggilnya 「Larian rumah」:

“Mereka telah mencipta sistem perkakasan yang inovatif, cara pemikiran baharu tentang mengembangkan kaedah populasi robot, dan set algoritma yang ketat."

"Kertas kerja ini mengkaji bidang utama sistem yang boleh dikonfigurasikan semula: cara menskalakan tenaga kerja robotik dengan cepat dan memanfaatkannya dengan cekap. Pasang bahan ke dalam struktur yang diperlukan"

"Ini kali pertama saya melihat kerja sedemikian!"

Atas ialah kandungan terperinci Pencapaian terbaru MIT: Robot "mereplikasi diri" ini boleh membina segala-galanya daripada kapal terbang hingga roket!. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!