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麻省理工最新机器人“装配工”未来可建造太空

日期:2019-12-09 18:37 人气:
麻省理工学院科研人员最近提出一种新型机器人技术,即一种小型机器人系统,能够自主地用统一规格的小部件建造出大结构体。这种机器人系统未来有望用于建造飞机、房屋建筑、太空基地   目前,实验室里的这种机器人原型已经可以组装出小的结构体,甚至多个机器人可以形成一个集群,共同构建出更大的结构体   休斯顿大学电气和计算机工程副教授亚伦·贝克尔(Aaron Becker)说:“这篇论文非常棒。它融合了一流的机械设计及其精彩演示、新型机器人硬件,以及一个包含10万余个元素的模拟套件。”   “这项技术的核心是一种新型的机器人技术,我们称之为相对机器人,哪吒棋牌官网版下载”Gershenfeld教授说。他解释说,从历史上看,机器人技术有两大类:一类是由昂贵的定制部件制成,这些部件经过精心优化,可应用于工业装配等;另一类是由批量生产的廉价模块制成,性能低得多。然而,论文提出的新机器人技术是两者的替代品。它比前者简单得多,又比后者的能力强得多,而且它有可能彻底改变飞机、桥梁甚至整个建筑物等大规模系统的建造方式   Gershenfeld认为,关键的区别在于机器人本身与其所处理的材料之间的关系。他说,有了这些新型机器人,“你无法将机器人从所建造的结构体中分离出来——它们将作为系统的一部分而工作。”例如,虽然大多数移动机器人需要高度精确的导航系统来跟踪它们的位置,但这种新型装配机器人只需要跟踪它们当前正在处理的voxels(体积元素,简称体素或体元)位置即可。每当机器人踏上下一个voxels,它就会重新调整它的位置感,总是与它此刻所站的部件相关   关于其底层原理,正如最复杂的图像可以通过使用屏幕上的像素阵列来再现一样,实际上任何物理对象都可以被重建为一系列更小的三维块或体素,这些三维块或体素本身可以由简单的枝干和节点组成。研究小组已经证明,这些简单的体素可以有效地分配荷载;它们主要由开放空间构成,因此可以最小化结构体的总重量。这些体素可以被简易的组装器拾取并放置在彼此相邻的位置,然后使用内置于每个体素中的锁闩系统将它们固定在一起   机器人本体就像一个小手臂,有两段,中间被铰链连接,每一段的末梢都有夹钳体素结构的装置。这些机器人像毛毛虫一样四处移动,通过反复打开和关闭V形身体来从一个部件移动到下一个部件。Jenett给小机器人起了个绰号叫“BILL-E”(这是对电影《机器人WALL-E》的致敬),代表Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer(首字母缩写)   Jenett已经构建了好几个版本的这种新型装配机器人,作为概念验证的设计。与此同时也进行了相应的体素设计,这些体素设计具有锁闩机制,可以轻松地将每个体素与其相邻体素连接或分离。他使用这些原型来演示如何将小部件组装成线性、二维和三维结构。Jenett说:“我们并没有把精密度放在机器人身上;精密度来自于其所建造的结构。这和其他机器人都不一样,它只需要知道下一步在哪里。”   CBA主管Gershenfeld表示,在组装这些部件的过程中,每个小型机器人都可以在结构上数出自己的步数。这让机器人除了可以导航外,还可在每一步纠正错误,消除了传统机器人系统的大部分复杂性,他说。“它省去了大多数常用的控制系统,但只要它不漏掉一步,它就知道它在哪里。”在实际的装配应用中,成群结队的这种机器人可以一同工作来加速进程,这要归功于Abdel Rahman开发的控制软件,它可以让机器人协调工作,避免路线冲突   这种用简单机器人系统把相同子单元(体素)组装成大型结构体的装配模式,就像孩子用乐高积木组装大型城堡一样,已经吸引了一些主要潜在用户的兴趣,包括美国宇航局、麻省理工学院在这项研究上的合作者,以及欧洲航空航天公司Airbus SE(空中客车集团),后者也帮助赞助了这项研究   这种新型装配模式的一个优点是,在维修和保养时,可以很容易地通过与初始装配相同的机器人工序来进行。损坏的部分可以从结构上拆卸下来,换上新的部分,从而形成一个和原来一样稳健的结构。Gershenfeld说:“拆卸和新建一样重要,而且随着时间的推移,这个工艺流程也可以用来对系统进行更新或改进。   Jenett说:“对于空间站或月球基地,这些机器人将驻扎在这个结构上,不断地维护和修复它。”   Gershenfeld介绍,最终这种新型机器人系统将能够用来建造完整的建筑,特别是在太空、月球或火星等困难环境中。这可以消除从地球发送大型预装配结构的需要。取而代之的是可以发送大量的小型体素,甚至可以直接从目的地的材料中形成这些体素。“如果你能制造一架大型喷气式飞机,你就能建造一座大楼。”Gershenfeld说   德国布伦瑞克科技大学操作系统和计算机网络研究所所长桑德尔·费凯特(Sandor Fekete)此前没有参与这项工作,他说:“超轻的数字化材料为建造高效、复杂、大规模的结构开辟了令人惊叹的前景,这些结构在航空航天应用中极其重要。”   但是装配这样的系统是一个挑战,Fekete说,为进一步开发控制系统,他计划加入这个研究团队。“使用小而简单的机器人有望实现下一个突破:机器人不会感到疲倦或无聊,使用大量微型机器人似乎是完成这项关键工作的唯一途径。Jenett和他的合作者们的这项极为独创和聪明的工作,为建造动态可调的飞机机翼、巨大的太阳帆甚至可重构的太空栖息地带来了巨大的飞跃。”   在这个过程中,Gershenfeld说,“我们感觉我们正在开创一个材料-机器人混合系统的新领域。”哪吒棋牌 哪吒棋牌app 哪吒棋牌手机版官网 哪吒棋牌游戏大厅 哪吒棋牌官方下载 哪吒棋牌安卓免费下载 哪吒棋牌手机版 哪吒棋牌大全下载安装 哪吒棋牌手机免费下载 哪吒棋牌官网免费下载 手机版哪吒棋牌 哪吒棋牌安卓版下载安装 哪吒棋牌官方正版下载 哪吒棋牌app官网下载 哪吒棋牌安卓版 哪吒棋牌app最新版 哪吒棋牌旧版本 哪吒棋牌官网ios 哪吒棋牌我下载过的 哪吒棋牌官方最新 哪吒棋牌安卓 哪吒棋牌每个版本 哪吒棋牌下载app 哪吒棋牌手游官网下载 老版哪吒棋牌下载app 哪吒棋牌真人下载 哪吒棋牌软件大全 哪吒棋牌ios下载 哪吒棋牌ios苹果版 哪吒棋牌官网下载 哪吒棋牌下载老版本 最新版哪吒棋牌 哪吒棋牌二维码 老版哪吒棋牌 哪吒棋牌推荐 哪吒棋牌苹果版官方下载 哪吒棋牌苹果手机版下载安装 哪吒棋牌手机版 哪吒棋牌怎么下载

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