MIT の最新の成果: この「自己複製」ロボットは飛行機からロケットまであらゆるものを構築できます。

今日のロボットの能力はどれほど途方もないものなのでしょうか?

本当に想像を絶することです。飛行機やロケットの製造さえ小さなケースです。 自分で組み立てることもできます。 本当に期待できます。

最近、MIT 研究者らによる論文が Nature Communications Engineering 誌に掲載されました。

この論文は、Center for Bits and Atoms (CBA) の博士課程学生アミラ・アブデル・ラーマン氏、教授で CBA ディレクターのニール・ガーシェンフェルド氏、および研究で大きな進歩を遂げた他の 3 名によって共同出版されました。ロボットの作成。結果。

紙のアドレス: https://www. php.cn/link/1b742ae215adf18b75449c6e272fd92d

ガーシェンフェルドの研究チームが開発した最新のロボットは、ほぼあらゆるものを迅速かつ効果的に組み立てることができることがわかっています。車から建物、より大きなロボットなど、自分よりも大きなものまで。

チームは、組み立てロボットと構築中の構造コンポーネントの両方が同じサブユニットで構成でき、ロボットが動作できることを示しました。独立して多数で大規模な組み立てを完了するために迅速に移動します。

同じ構造の標準化された設計に基づいて、これは、このロボットがそれ自体の新しいバージョンを「楽に」組み立てることができることも意味します。

「自己複製システムの構築は、# における古典的な課題であるだけでなく、古典的な課題ですらあります。ドイツのブラウンシュヴァイク工科大学コンピューターサイエンス学科のアルゴリズム教授であるサンダー・フェケテ氏は、「これまでのところ、本当にこれを達成したのは自然だけだ。だから」と語った。彼らの仕事はとても刺激的です 人々の心!」

小さなボクセルの「大きな夢」

Voxel は非常に小さなサブユニットで、2 次元ピクセルの体積コンポーネントに相当します。以前の実験と同様に、新しいシステムには、voxel アレイから構築された大規模で使用可能な構造が含まれています。

ただし、初期の機械構造のボクセルとは異なり、ガーシェンフェルドの研究チームが使用したボクセルは、より 「複雑」 であり、 1 つのユニットから作られ、電力とデータを次のユニットに伝送します。

これにより、荷重に耐えるだけでなく、マテリアル (ボクセル自体も含む) を持ち上げ、移動、操作できる構造を構築することができます。

初期のバージョンの組立ロボットには、電源および制御システムに接続されたワイヤーの束がありましたが、ガーシェンフェルド氏は次のように述べています。 「インテリジェント システム」 ボクセルがワイヤーに関係なく電力、データ、および電力を送信できるようにします。」

ロボット自体は、端から端まで接続された一連のいくつかのボクセルで構成されています。これらのボクセルは、一端の接続ポイントを使用して別のボクセルをつかみ、ワームのように目的の場所に移動し、成長する構造に付着し、そこで解放されます。

世界初のロボット経路最適化アルゴリズム

ガーシェンフェルド氏は、グループのメンバーが実証した初期のシステムは原理的には任意の大きな構造物を構築できたが、それらの構造物のサイズが組み立てロボットのサイズと比較して一定のサイズに達するとプロセスはより複雑になると説明した。 「各ロボットが部品を目的地に運ぶには、より長い経路をたどる必要があるため」、作業はますます非効率になってきています。より長距離に到達し、「通勤」時間を短縮できる、より大きなバージョンを構築します。

より大きな構造を構築するには、このような手順がさらに必要になる場合があります。より大きなロボットは新しいより大きなロボットから作成されますが、細かく詳細な構造を構築するには最小のロボットからのより多くの助けが必要になる場合があります。

アブデルラーマン氏は、これらのロボット装置が物を組み立てる際、あらゆる段階で選択に直面すると述べました。

# 「構造物を構築したり、同じサイズの別のロボットを構築したり、より大きなロボットを構築したりすることもできます。」

「私たちは、この部分の作業のために

意思決定最適化アルゴリズム の作成に取り組んできました。」 "たとえば、円錐や半球を構築したい場合、どのように経路計画を開始し、その形状をさまざまなロボットが動作できるさまざまな領域に分割するにはどうすればよいでしょうか?

##彼らが開発したソフトウェアを使用すると、形状を入力し、移動する必要がある距離に基づいて、最初のブロックとその後のすべてのブロックをどこに配置するかを示す出力を取得できます。

ガーシェンフェルド氏は、ロボットのルート計画については何千もの論文が出版されているが、「次のステップは、ロボットが決断を下すとき、 、別のロボットまたは異なる種類のロボットを構築する、

#これはまったく新しい仕事です

#、参照できる前例はありません。"研究の限界#実験システムを組み立てて電源とデータのリンクを含めることはできますが、現在のバージョンでは、小さなサブユニット間のコネクタの強度がまだ十分ではなく、必要な荷重に耐えます。チームの大学院生である Miana Smith は、より強力なコネクタの開発に取り組んでいます。

ガーシェンフェルド氏は、「これらのロボットは歩くことができ、部品を配置することもできますが、あるロボットが別のロボットを作って、その後消滅するという段階にはまだ達していません。」

「この状況を現実にするためには、アクチュエーターの力や関節の強度など、いくつかの新しいテクノロジーのサポートも必要です。」

MIT コンピューター科学者ニール ガーシェンフェルド

##ガーシェンフェルド氏はまた、完全自律型自己複製ロボット組立システムは、次のことを行うことができると述べました。より大きなロボットを含むより大きな構造物を組み立て、最適な建設順序を計画します -

これにはまだ数年かかる可能性があります。

しかし、この作業はすでにその目標に向けた重要なステップであり、いつさらにロボットを構築するか、どのくらいの大きさのロボットを作成するか、そしてどのように構築するかという複雑なタスクの解決が含まれます。さまざまなサイズのロボットを編成して、秩序ある方法で構造物を構築します。

飛行機からロケットまで、新技術の応用可能性は膨大です

#この成果の応用可能性は非常に大きく、次のような用途に使用される可能性があります #さまざまな大規模かつ高価値の構造を構築します。

たとえば、航空機を製造する場合、まず巨大な工場が必要になります。その工場は製造している部品よりもさらに大きく、さらに他の航空機も多くの場合、航空機に必要な製造原材料の輸送に必要です。

マイクロロボットによって組み立てられるこのような小さな部品のシステムでは、「航空機の最終組み立てが唯一の組み立てプロセスになるでしょう」とガーシェンフェルド氏は語った。

同様に、車を作る場合、最初の車が実際に作られるまでに「ツールの構築に 1 年かかるかもしれない」と同氏は述べましたが、新しいシステムでは明らかにこのプロセスをバイパスします。

この潜在的な効率性こそが、ガーシェンフェルドと彼の学生たちが自動車会社、航空会社、航空宇宙機関と緊密に連携してきた理由です。

比較的ローテクな建設業界でも、将来的にはこのテクノロジーの恩恵を受ける可能性があります。

近年、3D プリント住宅への関心が高まっていますが、これらの住宅には建設される住宅と同等かそれ以上の印刷機が必要になります。このようなマイクロロボットの使用は、明らかにこの問題を効果的に解決できる可能性がある。

ヒューストン大学電気・コンピュータ工学部准教授のアーロン・ベッカー氏は、この研究に可能な限り最高の評価を与え、

『ホームラン』：

「彼らは革新的なハードウェア システム、新しい考え方を生み出しました。

"この論文では、再構成可能なシステムの重要な領域、つまりロボット労働力を迅速に拡張して使用する方法について検討します。材料を必要な構造に効率よく組み立てる。"

"こんな作業初めて見た！"

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