組裝機(jī)器人已經(jīng)可以拼裝大型結(jié)構(gòu)

麻省理工學(xué)院的組裝機(jī)器人正在做新的工作。Neil Gershenfeld教授和研究生Benjamin Jennett一直在麻省理工學(xué)院的位和原子中心(CBA)工作，以創(chuàng)建機(jī)器人的原型版本。小型機(jī)器人能夠組裝小型結(jié)構(gòu)，并且彼此協(xié)調(diào)以將較小的結(jié)構(gòu)拼湊成較大的塊。

這些新發(fā)展可能會(huì)對(duì)某些行業(yè)產(chǎn)生重大影響，例如商用飛機(jī)。截至目前，商用飛機(jī)通常是逐塊組裝的。這些零件在不同的位置建造，最終在一個(gè)組裝地點(diǎn)匯合。借助這項(xiàng)新技術(shù)，整個(gè)小型飛機(jī)可以將整個(gè)商用飛機(jī)組裝在同一位置。

新的進(jìn)展發(fā)表在《IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化快報(bào)》十月號(hào)。該論文由詹森特·格申費(fèi)爾德教授和研究生阿米拉·阿卜杜勒·拉曼(Amira Abdel-Rahman)編寫。CBA校友Kenneth Cheung也在研究中，他現(xiàn)在在NASA的Amers研究中心工作。張?jiān)诖诉\(yùn)行ARMADAS項(xiàng)目，該項(xiàng)目專注于設(shè)計(jì)可以通過機(jī)器人組裝來構(gòu)建的月球基地。

兩種機(jī)器人根據(jù)Gershenfeld的說法，機(jī)器人技術(shù)分為兩大類，第一類是由昂貴的定制組件制成的，這些組件專門針對(duì)工廠組裝等應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。第二種是便宜的，批量生產(chǎn)的，性能較低。

新的組裝機(jī)器人都不是。它們更簡(jiǎn)單，功能更強(qiáng)大，并且可以改變我們對(duì)飛機(jī)，橋梁和建筑物等產(chǎn)品的了解。

這些組裝機(jī)器人的最大區(qū)別在于，它們具有不同的系統(tǒng)來處理機(jī)器人設(shè)備如何與所處理的物料進(jìn)行交互。

“您無法將機(jī)器人與結(jié)構(gòu)分離-它們作為一個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作，”格申菲爾德說。

組裝機(jī)器人不是使用導(dǎo)航系統(tǒng)來跟蹤其位置，而是使用小型子單元或體素。在邁向下一個(gè)體素的每一步中，組裝機(jī)器人可以重新調(diào)整其位置感。

團(tuán)隊(duì)希望能夠?qū)⑷魏挝锢韺?duì)象重新創(chuàng)建為由較小的支撐和節(jié)點(diǎn)組成的較小體素陣列。然后，簡(jiǎn)單的組件可以根據(jù)它們的布置來分配不同的負(fù)載，并且對(duì)象的總體重量將更輕，因?yàn)轶w素主要由空白空間組成。每個(gè)體素都將內(nèi)置有一個(gè)閂鎖系統(tǒng)，以便它們都可以保持在一起。

簡(jiǎn)化復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)

當(dāng)體素組裝零件時(shí)，它能夠在結(jié)構(gòu)上計(jì)算其步數(shù)。這與導(dǎo)航技術(shù)一起簡(jiǎn)化了當(dāng)前復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)。Gershenfeld說：“它缺少了大多數(shù)常用的控制系統(tǒng)，但是只要不遺漏任何步驟，它就知道它在哪里。”

Abdel-Rahman開發(fā)了控制軟件，它通過將成群的單元聚集在一起來幫助加快過程速度，從而幫助機(jī)器人進(jìn)行協(xié)調(diào)和協(xié)同工作。

大名鼎鼎的興趣諸如NASA和歐洲航空航天公司Airbus SE這樣的大公司已經(jīng)對(duì)該技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。組裝機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)之一是，它們可使結(jié)構(gòu)的修理和維護(hù)遵循與初始組裝相同的機(jī)器人過程。該結(jié)構(gòu)的損壞部分可以更換和固定，這使它可以留在同一位置而不是被分開。

根據(jù)格申菲爾德的說法，“取消建筑與建筑同等重要。”

珍妮特說：“對(duì)于空間站或月球棲息地，這些機(jī)器人將居住在結(jié)構(gòu)上，不斷對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和修理。”

這些新發(fā)展將對(duì)幾乎所有結(jié)構(gòu)及其施工過程(包括整個(gè)建筑物)產(chǎn)生巨大影響。根據(jù)研究小組的說法，它甚至可以在太空，月球或火星等困難的環(huán)境中使用。無需采取大型結(jié)構(gòu)并將其發(fā)送到太空中，而是可以發(fā)送大量較小的部件，然后由機(jī)器人進(jìn)行組裝。更好的是，自然資源可用于子單位的任何地方。