Deze robot kan zichzelf repliceren om gigantische structuren samen te stellen

Deze grappige standaardworm kan een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we zeer grote constructies bouwen.

In een persbericht gespot door Interest in Engineering presenteren onderzoekers van het prestigieuze Massachusetts Institute of Technology hun nieuwste vooruitgang: They imagine Een robot die in staat is om elk type constructie in elkaar te zetten – inclusief andere robots!

Het geheel van dit geweldige concept is gebaseerd op een concept dat momenteel trendy is: modulariteit. Het idee is om veel kopieën te gebruiken van een basiselement (we hebben het over pixels, 3D-pixelafwijking) die kunnen worden samengevoegd om iets complexer te bouwen – kortweg een beetje zoals LEGO.

LEGOS, een uitstekend voorbeeld van modulaire architectuur. © Cine – Unsplash

Het is een concept dat populair is bij de teams van MIT, die al veel interessante modulaire constructies hebben bedacht. In 2016 onthulden ze bijvoorbeeld een functionele, flexibele en resistente vliegtuigvleugel die alleen uit kleine, identieke onderdelen was opgebouwd.

Nu hebben ze een versnelling opgepakt. Ze hebben zelf de pixels sterk verbeterd en vooral laten zien dat het ook mogelijk is om uit dezelfde submodules een botbouwer te bouwen. Voorheen waren dit slechts puur structurele onderdelen; Maar deze nieuwe versie kan ook elektrische stroom en data van het ene knooppunt naar het andere overbrengen.

Een autonome, modulaire robot die zichzelf kan “klonen”.

Dit opent een enorm aantal mogelijkheden. En de eerste die hiervan profiteert is de populaire nieuwe assemblagerobot. Het ziet eruit als een soort slang die bestaat uit een paar verbonden en gearticuleerde voxels. Elk uiteinde is uitgerust met een handler waarmee je een voxel kunt pakken, verplaatsen of gebruiken als tijdelijk ankerpunt. Hij kan dus langs het raster bewegen en er nieuwe elementen aan toevoegen, waardoor hij voxel voor voxel een hele structuur opbouwt.

Op papier zou je je kunnen voorstellen dat zo’n robot enorme constructies kan bouwen. Maar er zit een addertje onder het gras. Hoe groter de bouwplaats, hoe groter het verlies aan efficiëntie van het apparaat, omdat het een steeds langer pad moet nemen om te herstellen en vervolgens nieuwe voxels te installeren. En dit is waar bot-modulariteit erg belangrijk wordt. Om deze hindernis te omzeilen, kan hij eenvoudig… een andere bijpassende robot in elkaar zetten. En alsof dat nog niet genoeg is, hoeft u zich geen zorgen te maken: herhaal het proces gewoon in beide exemplaren!

Enorm scala aan mogelijkheden

In theorie zouden we dus kunnen beginnen met een enkele robot en deze vervolgens vragen om zichzelf naar believen te repliceren zodra de situatie dit vereist. Dit kan de bouwsnelheid verdubbelen, maar dat is niet alles; Verschillende robots kunnen samenwerken om de meest complexe onderdelen van de constructie in elkaar te zetten.

Het andere voordeel van deze modulaire aanpak is dat de vorm van de robot zelf niet in steen gebeiteld is; Indien nodig kan de robot dat ook Bouw een grotere versie van zichzelf. Dit kan het grootste deel van de structuur verzamelen. Gedurende deze tijd zorgen kleinere machines voor kleinere artikelen en afwerkingen. Conceptueel zou dit een processor kunnen zijn oneindig gekopieerdmet grotere robots, naarmate de structuur groter wordt.

En volgens de auteurs van het persbericht zijn de ingenieurs niet ver verwijderd van het bereiken van dat punt. ” We zijn dichtbij, maar nog niet, op het punt waarop een van deze robots een andere kan bouwen en dan weg kan lopen. Legt uit Neil Gershenfeld, die toezicht hield op dit werk.

Maar voorlopig is dit nog slechts een proof of concept. “ Een volledig autonome robot die in staat is zichzelf te repliceren om grote constructies in elkaar te zetten, zal pas over jaren komen zegt Gershenfeld.

Fysieke en vooral algoritmische limieten

De eerste beperking betreft de vcles zelf. Deze nieuwe versie is zeker in staat om elektriciteit en data over te dragen; Maar het heeft ook een negatief effect op de algehele sterkte van de constructie. Dus onderzoekers zullen een manier moeten vinden om het veiliger te repareren. Maar op dit punt hebben ze veel vertrouwen; Misschien is het slechts een kwestie van tijd voordat deze hindernis is genomen.

Op dit punt zal er nog één probleem zijn om op te lossen, niet in de laatste plaats: bouwplanning. Want een bouwrobot produceren is één ding. Het is een andere manier om het op zichzelf te laten werken.

Om binnen een redelijke tijd een groot bouwwerk te bouwen, is het niet voldoende om te weten waar het volgende blok moet worden geplaatst; Het is ook nodig om het spoor van de hele machine te optimaliseren. Dit is een probleem dat uitgebreid is bestudeerd in andere contexten. Volgens de auteurs zijn er al “duizenden” wetenschappelijke publicaties die robotrouteplanning hebben onderzocht.

Maar met robots die zichzelf kunnen repliceren, is de situatie gecompliceerder en zijn er nog geen studies over dit onderwerp. Er moet dus nog van alles worden uitgevonden, en daar zijn onderzoekers van het MIT op dit moment mee bezig.

Allereerst moet de robot kunnen bepalen wanneer hij zichzelf moet repliceren om een ​​deel van zijn taak te delegeren. De verschillende robots zullen dan in realtime met elkaar moeten coördineren, aangezien hun aantal constant kan veranderen. Ze zullen ook de rol van elke botgrootte in deze organisatie moeten definiëren. Ten slotte zal het nodig zijn om hun respectieve paden dienovereenkomstig aan te passen. Een vrij complexe taak vanuit algoritmisch oogpunt.

Om zo’n systeem te creëren, kunnen onderzoekers vertrouwen op machine learning; AI heeft keer op keer bewezen dat het in dergelijke situaties wonderen kan verrichten. Aan de ene kant is het moeilijk te zeggen hoe lang deze technologie volwassen kan worden.

Vrijwel oneindige mogelijkheid

Maar dat zou niet genoeg zijn om de MIT-onderzoekers te ontmoedigen. Want ondanks dit grijze gebied vertoont deze technologie gewoonweg een geweldig potentieel in veel industrietakken.

De auteurs noemen bijvoorbeeld de luchtvaart. Om een ​​vliegtuig te bouwen, moet je ook veel gespecialiseerde fabrieken bouwen; Maar met een dergelijk systeem kan elk onderdeel op één locatie worden geproduceerd, zonder de stappen te vermenigvuldigen. Groot voordeel vanuit logistiek oogpunt.

© Lenny Kuhne – Unsplash

Gershenfeld haalt ook de auto-industrie aan. ” Je zou gemakkelijk een jaar aan gereedschap kunnen besteden voordat de eerste auto werd geproduceerd legt hij uit.Een zwerm autonome robots zal dit proces volledig omzeilen.

Dit zijn slechts geïsoleerde voorbeelden. We kunnen ons ook heel wat toepassingen voorstellen in de lucht- en ruimtevaartindustrie, of zelfs op traditionele bouwplaatsen. Dit omvat zeker het aanpassen van de texturen van de pixels. Maar indien nodig kan men zich volledig voorstellen dat deze technologie het mogelijk zou maken om dammen, dammen of andere grote constructies te bouwen.

En aangezien deze robots zijn ontworpen om autonoom te zijn, kunnen ze mensen helpen bouwen op bijzonder moeilijk bereikbare plaatsen. Men denkt in het bijzonder aan de diepten van de oceaan of de ruimte; De ruimtestations en interplanetaire kolonies van morgen kunnen worden gebouwd door zwermen kleine robots.

Door extrapolatie nog verder door te voeren, kunnen we het zelfs associëren met sciencefiction, aangezien dit concept al vele malen is onderzocht; Deze machines kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om een ​​Dyson-bol te bouwen, een gigantische structuur die rond de zon is geplaatst om zijn energie op te vangen.

Naast deze verhalende goochelarij kunnen we ook de gevoelens van de briljante wiskundige John von Neumann aanhalen; Stel je voor dat een zeer geavanceerde soort zelfreplicerende ruimtevaartuigen zou kunnen produceren om grote delen van het universum te verkennen.

Het zal daarom nodig zijn de voortgang van deze werkzaamheden met bijzondere belangstelling te volgen. Want ook al heeft dit concept nog tijd nodig om zich te ontwikkelen, als het eenmaal volwassen is, kunnen deze zwermen robots een revolutie teweegbrengen in veel industrieën.

Leave a Comment