Živimo u svijetu u kojem se istovremeno događaju više tehnoloških revolucija. Iako se skokovi koji se događaju na području računarstva, robotike i biotehnologije dobivaju veliku pažnju, manje se pozornosti posvećuje polju koje je jednako obećavajuće. Ovo bi bilo polje proizvodnje, gdje se tehnologije poput 3D ispisa i autonomnih robota dokazuju kao ogromni izmjenjivač igara.
Na primjer, postoji posao koji provodi MIT-ov Centar za bitke i atome (CBA). Ovdje studenti Benjamin Jenett i profesor Neil Gershenfeld (kao dio Jenettovog doktorskog rada) rade na sićušnim robotima koji su sposobni sastaviti čitave strukture. Ovaj bi rad mogao imati posljedice za sve, od zrakoplova i zgrada do naselja u svemiru.
Njihov je rad opisan u studiji koja se nedavno pojavila u listopadskom broju časopisa IEEE slova za robotiku i automatizaciju, Autor su studije Jenett i Gershenfeld, a pridružili su im se studentski diplomski student Amira Abdel-Rahman i Kenneth Cheung - diplomant MIT-a i CBA-e, koji sada radi u NASA-inom istraživačkom centru Ames.
Kao što je Gerensheld objasnio u nedavnom izdanju MIT News-a, povijesno su postojale dvije široke kategorije robotike. S jedne strane imate skupe robotike izrađene od strane prilagođenih komponenti koje su optimizirane za određene aplikacije. S druge strane, postoje oni koji su izrađeni od jeftinih serijskih modula slabijeg učinka.
Roboti na kojima radi CBA tim - a koje je Jenett nazvao Bipedal Isotropic Lattice Explorer - Locomoting Explorer (BILL-E, poput WALL-E) - predstavljaju potpuno novu granu robotike. S jedne strane, oni su puno jednostavniji od skupih, prilagođenih i optimiziranih raznih robota. S druge strane, oni su daleko sposobniji od robota koji se proizvode masovno i mogu izgraditi širi raspon struktura.
U središtu koncepta je ideja da se veće strukture mogu sastaviti integrirajući manje 3D komade - koje CBA tim naziva „voxels“. Te se komponente sastoje od jednostavnih nosača i čvorova i mogu se lako spojiti pomoću jednostavnih zasunnih sustava. Budući da su uglavnom prazni prostor, oni su lagani, ali se ipak mogu organizirati tako da učinkovito raspodjeljuju opterećenja.
U međuvremenu, roboti nalikuju maloj ruci s dva dugačka segmenta koji su u sredini zašiljeni stezaljkom na svakom kraju pomoću koje se drže za vox strukture. Ovi dodaci omogućavaju robotima da se kreću poput inča, otvarajući i zatvarajući svoja tijela kako bi se kretali s jednog mjesta na drugo.
Međutim, glavna razlika između tih alata za sastavljanje i tradicionalnih robota je odnos između robotskog radnika i materijala s kojim radi. Prema Gershefeldu, nemoguće je razlikovati ovu novu vrstu robota od struktura koje grade jer rade zajedno kao sustav. To je posebno vidljivo kada je u pitanju navigacijski sustav robota.
Danas je većina mobilnih robota potrebna vrlo precizan navigacijski sustav za praćenje svog položaja, poput GPS-a. No, novi roboti za sastavljanje trebaju samo znati gdje su u odnosu na voksele (male podjedinice na kojima trenutno rade). Kad monter pređe na sljedeći, prilagodi svoj položaj, koristeći ono na čemu radi, da se orijentira.
Svaki od BILL-E robota može brojati svoje korake, što osim navigacije omogućava ispravljanje svih pogrešaka koje na putu napravi. Uz kontrolni softver koji je razvio Abdel-Rahman, ovaj će pojednostavljeni postupak omogućiti rojevima BILL-Es-a da koordiniraju svoje napore i rade zajedno, što će ubrzati postupak montaže. Kao što je Jenett rekao:
"Ne stavljamo preciznost u robota; preciznost dolazi iz strukture [kako postepeno poprima oblik]. To se razlikuje od svih ostalih robota. Samo treba znati gdje je njezin sljedeći korak. "
Jenett i njegovi suradnici izgradili su nekoliko verzija o sastavljačima o dokazu koncepta, zajedno s odgovarajućim dizajnom voksela. Njihov je rad napredovao do točke kad su prototipske verzije sposobne demonstrirati sastavljanje blokova voksela u linearne, dvodimenzionalne i trodimenzionalne strukture.
Ovakav postupak sastavljanja već je privukao zanimanje NASA-e (koja surađuje s MIT-om na ovom istraživanju) i nizozemske zrakoplovne tvrtke Airbus SE - koja je također sponzorirala studiju. U NASA-inom slučaju, ova bi tehnologija bila blagodati njihovih automatiziranih rekonfigurabilnih sustava prilagodljivih digitalnih sklopova (ARMADAS), čiji je koautor Cheung.
Cilj ovog projekta je razviti potrebne tehnologije automatizacije i robotskog sastavljanja kako bi se razvila infrastruktura dubokog svemira - koja uključuje lunarnu bazu i svemirska staništa. U tim okruženjima robotski sastavljači nude prednost u mogućnosti sastavljanja konstrukcija brzo i ekonomičnije. Slično tome, oni će moći s lakoćom provoditi popravke, održavanje i modifikacije.
"Za svemirsku stanicu ili lunarno stanište, ti bi roboti živjeli na strukturi, neprekidno je održavajući i popravljajući", kaže Jenett. Posjedovanje ovih robota otkloniće potrebu za lansiranjem velikih građevina sa Zemlje. Kada bi bili upareni s proizvodnjom aditiva (3D ispis), oni bi također mogli koristiti lokalne resurse kao građevinski materijal (postupak poznat kao In-Situ Resurisation ili ISRU).
Sandor Fekete je direktorica Instituta operativnih sustava i računalnih mreža na Tehničkom sveučilištu u Braunschweigu, Njemačka. U budućnosti se nada da će se pridružiti timu za daljnji razvoj upravljačkih sustava. Iako je razvoj ovih robota do točke da će moći graditi strukture u svemiru značajan izazov, aplikacije koje bi mogle imati su ogromne. Kao što je Fekete rekao:
"Roboti se ne umaraju ili dosadu. Čini se da je korištenje mnogih minijaturnih robota jedini način da se ovaj kritični posao obavi. Ovaj krajnje originalan i pametan rad Bena Jenetta i suradnika čini ogroman skok prema izgradnji krila zrakoplova s dinamičkim podešavanjem, ogromnim solarnim jedrima ili čak rekonfiguriranim svemirskim staništima. "
Malo je sumnje da će čovječanstvo, ako želi živjeti na Zemlji trajno živjeti na Zemlji ili krenuti u svemir, morati oslanjati na prilično naprednu tehnologiju. U ovom trenutku, najperspektivnije su one koje nude isplative načine uvida u naše potrebe i širenje naše prisutnosti u Sunčevom sustavu.
U tom pogledu, sastavljači robota poput BILL-E ne bi bili korisni samo u orbiti, na Mjesecu ili izvan njega, već i ovdje na Zemlji. Kada je slično uparen s tehnologijom 3D ispisa, velike skupine robotskih alata za montažu programirane da rade zajedno mogu pružiti jeftino modularno kućište koje bi moglo pomoći okončanju stambene krize.
Kao i uvijek, tehnološke inovacije koje pomažu u unapređivanju svemira mogu se iskoristiti kako bi se i život na Zemlji olakšao!
