우리는 동시에 여러 기술 혁명이 일어나고있는 세상에 살고 있습니다. 컴퓨팅, 로봇 공학 및 생명 공학 분야에서 일어나고있는 도약은 많은 주목을 받고 있지만, 유망한 분야에 대해서는 덜 주목을 받고 있습니다. 이것은 3D 프린팅 및 자율 로봇과 같은 기술이 거대한 게임 체인저임을 입증하는 제조 분야입니다.
예를 들어, MIT의 비트 및 원자 센터 (CBA)가 추구하는 작업이 있습니다. 대학원생 벤자민 제넷 (Benjamin Jenett)과 닐 게르 헨 펠트 (Neil Gershenfeld) 교수 (제넷 박사 논문 연구의 일환)는 전체 구조물을 조립할 수있는 소형 로봇을 연구하고 있습니다. 이 작업은 항공기와 건물에서 우주 정착에 이르기까지 모든 것에 영향을 줄 수 있습니다.
그들의 연구는 최근 10 월호에 발표 된 연구에 설명되어있다. IEEE 로봇 공학 및 자동화 서신. 이 연구는 동료 대학원생 인 Amira Abdel-Rahman과 MIT와 CBA를 졸업 한 Kenneth Cheung과 함께 NASA의 Ames Research Center에서 일하는 Jenett와 Gershenfeld가 저술했습니다.
Gerensheld가 최근 MIT 뉴스 릴리스에서 설명했듯이 역사적으로 두 가지 범주의 로봇 공학이있었습니다. 한편으로는 특정 응용 분야에 최적화 된 맞춤형 구성 요소를 만드는 고가의 로봇 공학 기술이 있습니다. 다른 한편으로, 저렴한 대량 생산 모듈로 만들어진 것이 저 성능입니다.
Jenett가 Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer (WALL-E와 같은 BILL-E)라고 부르는 CBA 팀이 운영하는 로봇은 완전히 새로운 로봇 공학 부문을 나타냅니다. 한편으로는 고가의 맞춤형 맞춤형 로봇보다 훨씬 간단합니다. 다른 한편으로, 그들은 대량 생산 로봇보다 훨씬 더 능력이 있으며 더 다양한 구조를 만들 수 있습니다.
컨셉의 핵심은 CBA 팀이“voxels”라고 부르는 더 작은 3D 조각을 통합하여 더 큰 구조물을 조립할 수 있다는 아이디어입니다. 이 구성 요소는 간단한 스트럿과 노드로 구성되며 간단한 래칭 시스템을 사용하여 쉽게 고정 할 수 있습니다. 그것들은 대부분 빈 공간이기 때문에 가볍지 만 여전히 부하를 효율적으로 분배하도록 배열 될 수 있습니다.
한편 로봇은 복셀 구조를 잡는 데 사용하는 클램핑 장치를 사용하여 중앙에 힌지가있는 두 개의 긴 세그먼트가있는 작은 팔과 비슷합니다. 이러한 부속 장치를 통해 로봇은 인치 웜처럼 움직이며 한 지점에서 다음 지점으로 이동하기 위해 몸을 열고 닫을 수 있습니다.
그러나 이러한 어셈블러와 기존 로봇의 주요 차이점은 로봇 작업자와 작업하는 재료 간의 관계입니다. Gershefeld에 따르면,이 새로운 유형의 로봇은 그들이 시스템으로 함께 작동하기 때문에 그들이 만든 구조물과 구별되는 것은 불가능합니다. 이것은 로봇의 내비게이션 시스템과 관련하여 특히 분명합니다.
오늘날 대부분의 모바일 로봇은 GPS와 같은 자신의 위치를 추적하기 위해 매우 정확한 내비게이션 시스템이 필요합니다. 그러나 새 어셈블러 로봇은 복셀 (현재 작업중인 소형 서브 유닛)과 관련하여 위치를 알아야합니다. 어셈블러가 다음 어셈블러로 이동하면 자체 방향을 조정하기 위해 작업하는 모든 것을 사용하여 위치 감각을 다시 조정합니다.
각 BILL-E 로봇은 걸음 수를 계산할 수 있으며 내비게이션 외에도 오류를 수정할 수 있습니다. Abdel-Rahman이 개발 한 제어 소프트웨어와 함께,이 단순화 된 프로세스는 BILL-E의 무리가 그들의 노력을 조정하고 협력하여 어셈블리 프로세스를 가속화 할 수있게합니다. Jenett가 말했듯이 :
“우리는 로봇에 정확성을 두지 않습니다. 정밀도는 [점진적으로 형태를 취하기 때문에] 구조에서 나옵니다. 그것은 다른 모든 로봇과 다릅니다. 다음 단계가 어디인지 알아야합니다.”
Jenett와 그의 동료들은 해당 복셀 디자인과 함께 여러 가지 개념 증명 버전을 조립했습니다. 그들의 작업은 이제 프로토 타입 버전이 복셀 블록을 선형, 2 차원 및 3 차원 구조로 조립하는 것을 보여줄 수있는 수준까지 진행되었습니다.
이러한 종류의 조립 과정은 이미 NASA (이 연구에서 MIT와 협력하고 있음)와 네덜란드 기반 항공 우주 회사 인 Airbus SE의 관심을 끌었습니다. NASA의 경우이 기술은 Cheung이 공동 저술 한 ARMADAS (Automated Reconfigurable Mission Adaptive Digital Assembly Systems)에게 도움이됩니다.
이 프로젝트의 목표는 달 기반 및 우주 서식지를 포함한 딥 스페이스 인프라를 개발하는 데 필요한 자동화 및 로봇 조립 기술을 개발하는 것입니다. 이러한 환경에서 로봇 어셈블러는 구조물을 빠르고 비용 효율적으로 조립할 수있는 이점을 제공합니다. 마찬가지로 수리, 유지 보수 및 수정을 쉽게 수행 할 수 있습니다.
Jenett는“우주 정거장이나 달 서식처의 경우이 로봇은 구조물에 살면서 지속적으로 유지 보수 및 수리 할 것입니다. 이러한 로봇을 가지고 있으면 지구에서 사전 조립 된 대형 구조물을 발사 할 필요가 없습니다. 적층 제조 (3D 인쇄)와 함께 사용하면 현지 자원을 건축 자재 (In-Situ Resource Utilization 또는 ISRU라고하는 프로세스)로 사용할 수도 있습니다.
Sandor Fekete는 독일 브라운 슈 바이크 기술 대학교 운영 시스템 및 컴퓨터 네트워크 연구소의 이사입니다. 앞으로 그는 제어 시스템을 추가로 개발하기 위해 팀에 합류하기를 희망합니다. 우주에서 구조물을 만들 수있을 정도로 로봇을 개발하는 것은 중요한 과제이지만, 그들이 가질 수있는 응용 프로그램은 엄청나게 큰 문제입니다. Fekete가 말했듯이 :
“로봇은 지치거나 지루하지 않으며 많은 소형 로봇을 사용하는 것이이 중요한 일을 수행하는 유일한 방법 인 것 같습니다. Ben Jenett와 공동 작업자들이 만든이 독창적이고 독창적 인 작업을 통해 동적으로 조정 가능한 비행기 날개, 거대한 태양 돛 또는 재구성 가능한 우주 서식지를 건설 할 수있게되었습니다.”
인류가 지구상에서 지속 가능하게 살거나 우주로 모험하기를 원한다면, 꽤 진보 된 기술에 의존 할 필요가있을 것입니다. 현재 가장 유망한 것은 우리가 필요로하는 것을보고 태양계 전체에 걸쳐 존재를 확대하는 비용 효율적인 방법을 제공하는 방법입니다.
이와 관련하여 BILL-E와 같은 로봇 어셈블러는 궤도, 달 또는 그 이상 에서뿐만 아니라 여기에서도 유용합니다. 3D 프린팅 기술과 유사하게 함께 작동하도록 프로그래밍 된 대규모 로봇 어셈블러 그룹은 저렴한 모듈 식 하우징을 제공하여 주택 위기를 종식시킬 수 있습니다.
항상 그렇듯이 우주 탐사를 발전시키는 데 도움이되는 기술 혁신을 활용하여 지구에서의 생활을보다 쉽게 할 수 있습니다!
