Mes gyvename pasaulyje, kuriame tuo pačiu metu vyksta kelios technologinės revoliucijos. Nors šuoliai, kurie vyksta skaičiavimo, robotikos ir biotechnologijų srityse, sulaukia didžiulio dėmesio, mažiau dėmesio skiriama sričiai, kuri yra tokia pat perspektyvi. Tai būtų gamybos sritis, kurioje tokios technologijos kaip 3D spausdinimas ir autonominiai robotai pasirodė esąs didžiulis žaidimų keitiklis.
Pvz., Ten yra darbas, kurį vykdo MIT Bitų ir atomų centras (CBA). Būtent čia magistrantas Benjaminas Jenettas ir profesorius Neilas Geršenfeldas (kaip Jenett daktaro darbo dalis) dirba prie mažų robotų, galinčių surinkti ištisas konstrukcijas. Šis darbas gali turėti įtakos viskam, pradedant orlaiviais ir pastatais ir baigiant gyvenvietėmis kosmose.
Jų darbas aprašytas tyrime, kuris neseniai pasirodė spalio mėn. Numeryje IEEE robotikos ir automatikos raidės. Tyrimą parengė Jenett ir Gershenfeld, prie kurių prisijungė kolegijos absolventai Amira Abdel-Rahman ir Kennethas Cheungas - MIT ir CBA absolventas, dabar dirbantis NASA Ames tyrimų centre.
Kaip Gerensheld paaiškino neseniai paskelbtoje „MIT News“ laidoje, istoriškai buvo dvi plačios robotikos kategorijos. Viena vertus, jūs turite brangią robotiką, pagamintą iš pasirinktinių komponentų, kurie yra optimizuoti tam tikroms programoms. Kita vertus, yra ir tokių, kurie yra pagaminti iš nebrangių masiškai pagamintų modulių, pasižyminčių mažesniu našumu.
Robotai, kuriuose dirba CBA komanda - kuriuos Jenett pavadino „Bipedal“ izotropinių grotelių lokomotyvų tyrinėtoju (BILL-E, kaip ir WALL-E) - yra visiškai nauja robotikos šaka. Viena vertus, jie yra daug paprastesni už brangius, pritaikytus ir optimizuotus robotus. Kita vertus, jie yra kur kas pajėgesni už masinės gamybos robotus ir gali sukurti įvairesnes konstrukcijas.
Koncepcijos centre yra idėja, kad didesnės konstrukcijos gali būti surinktos integruojant mažesnius 3D gabalus - tai CBA komanda vadina „vokseliais“. Šie komponentai yra sudaryti iš paprastų statramsčių ir mazgų, todėl juos galima lengvai pritvirtinti naudojant paprastas fiksavimo sistemas. Kadangi jos dažniausiai yra tuščios vietos, jos yra lengvos, tačiau jas vis tiek galima išdėstyti taip, kad kroviniai būtų paskirstyti efektyviai.
Tuo tarpu robotai primena mažą ranką, turinčią du ilgus segmentus, kurie yra pakabinti viduryje su spaustuku kiekviename gale, kurį jie naudoja sukibdami su vokselio konstrukcijomis. Šie priedai leidžia robotams judėti kaip inkilus, atidarant ir uždarant savo kūną, kad būtų galima judėti iš vienos vietos į kitą.
Tačiau pagrindinis skirtumas tarp šių surinkėjų ir tradicinių robotų yra santykis tarp roboto darbuotojo ir medžiagų, su kuriomis jis dirba. Anot Geršfeldo, šio naujo tipo robotų neįmanoma atskirti nuo jų pastatytų konstrukcijų, nes jie kartu veikia kaip sistema. Tai ypač akivaizdu kalbant apie robotų navigacijos sistemą.
Šiandien daugumai mobiliųjų robotų reikalinga labai tiksli navigacijos sistema, kad galėtų sekti savo padėtį, pavyzdžiui, GPS. Tačiau naujiems robotams-montuotojams reikia tik žinoti, kur jie yra vokselių atžvilgiu (maži subvienetai, kuriuose jie dirba). Kai surinkėjas pereina prie kito, jis sureguliuoja savo padėties pojūtį, naudodamas viską, ką dirba, kad orientuotųsi.
Kiekvienas iš BILL-E robotų yra pajėgus suskaičiuoti savo veiksmus, o tai leidžia ne tik naršyti, bet ir ištaisyti visas pakeliui padarytas klaidas. Šis supaprastintas procesas kartu su Abdel-Rahmano sukurta valdymo programine įranga leis „BILL-Es“ spiečiams suderinti savo pastangas ir dirbti kartu, o tai paspartins surinkimo procesą. Kaip sakė Jenett:
„Mes neleidžiame tikslumo robotui; tikslumas kyla iš struktūros [kaip ji pamažu įgauna formą]. Tai skiriasi nuo visų kitų robotų. Jis tiesiog turi žinoti, kur yra kitas jos žingsnis. “
Jenettas ir jo bendraminčiai sukūrė keletą montuotojų koncepcijos įrodymo versijų kartu su atitinkamais vokselio projektais. Jų darbas dabar pažengė taip, kad prototipų versijos galėtų parodyti vokselio blokų sujungimą į linijines, dvimates ir trimates struktūras.
Toks surinkimo procesas jau sulaukė NASA (bendradarbiaujančios su MIT atliekant šį tyrimą) ir Nyderlanduose įsikūrusios aviacijos ir kosmoso kompanijos „Airbus SE“, kuri taip pat rėmė šį tyrimą, susidomėjimo. NASA atveju ši technologija būtų naudinga jų automatizuotosioms pertvarkomoms misijos adaptyviosioms skaitmeninio surinkimo sistemoms (ARMADAS), kurioms vadovauja bendraautorius Cheungas.
Šio projekto tikslas yra sukurti reikalingas automatizavimo ir robotų surinkimo technologijas, kad būtų sukurta giluminio kosmoso infrastruktūra, apimanti mėnulio bazę ir kosmines buveines. Tokioje aplinkoje robotų surinkėjai turi pranašumą, nes gali greitai ir ekonomiškiau surinkti konstrukcijas. Panašiai jie lengvai atliks remontą, priežiūrą ir pakeitimus.
„Kosminėje stotyje ar mėnulio buveinėje šie robotai gyventų ant konstrukcijos, nuolat ją prižiūrėdami ir remontuodami“, - sako Jenett. Šiuos robotus turėdami aplink, nebereikės iš žemės paleisti didelių surenkamų konstrukcijų. Kai jie bus derinami su priedų gamyba (3D spausdinimas), jie taip pat galės naudoti vietinius išteklius kaip statybines medžiagas (procesas žinomas kaip „In-Situ Resource Utilization“ arba „ISRU“).
Sandoras Fekete yra Vokietijos Braunšveigo technikos universiteto Operacinių sistemų ir kompiuterinių tinklų instituto direktorius. Ateityje jis tikisi prisijungti prie komandos, kad galėtų toliau tobulinti kontrolės sistemas. Šių robotų tobulinimas iki to, kad jie sugebės pastatyti konstrukcijas kosmose, yra didelis iššūkis, tačiau jų taikymo galimybės yra didžiulės. Kaip sakė Fekete:
„Robotai nepavargsta ir nenuobodžiauja. Panašu, kad daug miniatiūrinių robotų yra vienintelis būdas atlikti šį svarbų darbą. Šis nepaprastai originalus ir sumanus Beno Jenetto ir bendradarbių darbas daro didžiulį šuolį kuriant dinamiškai reguliuojamus lėktuvo sparnus, milžiniškas saulės burės ar net pertvarkomas kosmoso buveines. “
Neabejotina, kad jei žmonija nori tvariai gyventi Žemėje ar išdrįsti išlįsti į kosmosą, jai teks pasikliauti gana pažangiomis technologijomis. Šiuo metu perspektyviausi iš jų yra tokie, kurie siūlo ekonomiškai efektyvius būdus, kaip patenkinti mūsų poreikius ir išplėsti buvimą visoje Saulės sistemoje.
Šiuo atžvilgiu tokie robotų surinkėjai kaip BILL-E būtų naudingi ne tik orbitoje, Mėnulyje ar už jos ribų, bet ir čia, Žemėje. Panašiai suporuotas su 3D spausdinimo technologija, didelės robotų surinkėjų grupės, užprogramuotos dirbti kartu, galėtų suteikti pigų, modulinį būstą, kuris galėtų padėti panaikinti būsto krizę.
Kaip visada, siekiant palengvinti gyvenimą ir Žemėje, gali būti panaudotos technologinės naujovės, padedančios pažinti kosmosą.
