Самособирающиеся 3D-напечатанные роботы

Вдохновленные японским искусством оригами, исследователи из МТИ (Массачусетского Технологического Института) создали 3D-печатных роботов, способных к самосборке при нагревании.

Даниэла Рус, профессор в области электротехники и компьютерных наук, и по совместительству являющаяся директором лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта, в МТИ, была намерена представить идею таких 3D-печатных роботов, на ежегодной конференции Института Электротехники и Радиоэлектроники, проходящей 31мая-1 июня.

Ее команда разработала печатные компоненты робота, которые собираются по установленным конфигурациям при нагревании. Исследователи объяснят, как создать электронные компоненты для самособирающегося материала, и презентуют конструкции резисторов, индукторов и конденсаторов, а также датчики и приводы, являющиеся электромеханическими мускулами, позволяющими роботу двигаться.

«У нас есть большая мечта создания машинного компилятора, которому можно сказать «мне нужен робот для игры с моей кошкой», или «мне нужен робот для мытья пола», и получить рабочее устройство» – говорит Даниэла в своем заявлении.

«До сих пор мы решаем всевозможные промежуточные проблемы, но, в конце концов, должна получиться система, которая генерирует робота, по одному лишь рисунку».

Кадры «до» и «после», из видео «Комплексный подход к созданию форм, способных к самосброрке при нагревании». Левое изображение показывает плоский лист, имеющий форму гуманоида, а правое, изображает уже самого, самостоятельного собранного гуманоида.

Рассмотрим со всех углов.

Член команды Шухеи Мияшита, объяснил, что их новая технология позволяет очень точно контролировать все углы, под которыми сворачиваются нагретые листы. По словам Мияшиты, при расположении пласта поливинилхлорида (ПВХ) между двумя пленками из жесткого полиэстера, на которых расположены щели различной ширины, при нагревании, ПВХ сжимается, такими образом сближая щели, друг с другом.

«В местах, где края полиэстеровой пленки соприкасаются друг с другом – деформируется ПВХ. Но давайте предположим, что прорезь на верхнем слое пленки уже, чем на нижней. При контакте ПВХ с краями верхней пленки, они будут давить друг на друга, но все же, между краями нижней пленки, по-прежнему будет оставаться зазор.

Весь лист не начнет сгибаться до тех пор, пока нижние края не соприкоснутся. Таким образом, угол, на который в конечном итоге сгибается лист, регулируется шириной разрезов в верхней и нижней пленках. Но производство узоров на этих пленках куда сложнее, чем простое сгибание бумаги в оригами» – говорит Диниэла.

«Это очень сложный процесс, при котором одновременно контролируется движение всех краев» – рассказывает она. «Мы хотели создать конструкцию этих краев таким образом, чтобы в результате всех этих движений выходила нужная нам геометрическая форма».

Собирающиеся электроприборы.

Также, исследователи описывают в своей статье, что они использовали полиэстер покрытый алюминием, для создания собирающихся электроприборов. Мияшата разработал эти компоненты вручную, когда потребовалась не только геометрическая форма, но и ее электрические свойства.

Датчик, который разработал Мияшата, выглядит как маленький аккордеон. Каждая складка аккордеона содержит отдельный резистор, и когда эта конструкция сжимается, ее общее сопротивление пропорционально меняется. Привод, который приводит робота в действие, представляет собой складную катушку, которую нужно увеличить за счет пары железных цилиндров, которые имеют свойство намагничиваться с помощью электрического тока. Алюминий – не слишком хороший проводник для контакта с приводом, но покрытый медью полиэстер должен справиться с этой задачей.

Статья подготовлена для 3DToday.ru