Mikroroboti, strādājiet kopā, būvējiet ar metālu, stiklu un elektroniku

Kāds skatās pa Annjoe Wong-Foy laboratorijas durvīm SRI International varētu domāt, ka viņa aprīkojumu ir apsēdušas skudras. Apmēram centimetru garas tumšas formas pārvietojas turp un atpakaļ pa paaugstinātiem celiņiem: tās vijas ap šķēršļiem un nēsā mazas nūjas.

Liela ēka: Trīs mazu, magnētiski vadāmu robotu komanda strādāja kopā, lai izveidotu šo struktūru no zobu bakstāmā izmēra oglekļa stieņiem.

Paskatoties tuvāk, kļūst skaidrs, ka šie aizņemtie dzīvnieki patiesībā ir cilvēku radīti. Wong-Foy, SRI vecākais zinātniskais inženieris, ir izveidojis magnētiski vadītu strādnieku armiju, lai pārbaudītu ideju, ka mikroroboti varētu būt labāks veids, kā salikt elektronikas komponentus vai veidot citas nelielas struktūras.

Wong-Foy robotizētie strādnieki jau ir pierādījuši, ka spēj no oglekļa stieņiem uzbūvēt 30 centimetrus garus torņus un citas platformas, kas spēj izturēt kilogramu svara. Roboti var strādāt ar stiklu, metālu, koku un elektroniskām sastāvdaļām. Vienā demonstrācijā viņi izgatavoja oglekļa kopņu konstrukciju ar vadiem un krāsainām gaismas diodēm, kas bija sajauktas, lai kalpotu par laboratorijas Ziemassvētku eglīti.

Mēs varam ieviest daudz vairāk robotu par zemām izmaksām, saka Wong-Foy, kurš domā, ka viņa sistēma varētu attīstīties par jaunu pieeju ražošanai. Viņš saka, ka daudzi elektroniskie komponenti ir pareizā izmēra, lai ar tiem varētu rīkoties viņa mikroroboti, un to komandas varētu izrādīties labs veids, kā tos izvietot uz shēmas plates.

SRI vēlas izveidot mikrorobotu sistēmas versiju, ko varētu pārdot citām pētniecības laboratorijām un uzņēmumiem, ar ko eksperimentēt. Mēs esam demonstrējuši pamata platformu un tagad meklējam, kā mēs varam pāriet no laboratorijas kā pētniecības platformas, saka Rich Mahoney, SRI robotikas direktors. Jums vajadzētu būt iespējai to iegādāties plauktā.

SRI mikrostrādnieki ir vienkārši: tikai nelielas magnētiskas platformas ar vienkāršiem stiepļu svirām augšpusē. Tie var pārvietoties tikai tad, ja tie ir novietoti uz virsmas, kuras iekšpusē ir noteikts elektrisko ķēžu modelis. Strāvas nosūtīšana caur zemāk esošajām spolēm iedarbojas uz magnētiem un virza robotus apkārt. Wong-Foy ir uzrakstījis programmatūru, lai to izdarītu, un izmantoja to, lai horeogrāfētu vairāk nekā 1000 sīku robotu kustību sarežģītā cirkulācijas shēmā. Tas liecina, ka viņiem vajadzētu būt iespējai strādāt lielās komandās, viņš saka.

Robotu stiepļu rokas nevar pārvietoties neatkarīgi. Taču, izveidojot robotu komandas ar dažāda veida rokām, ir iespējams veikt sarežģītus darbus.

Kopņu konstrukcijas celtniecībai nepieciešami trīs veidu strādnieki. Viens darbina sava veida zobu bakstāmo dozatoru, nospiežot sviru, lai atbrīvotu zobu bakstāmā izmēra oglekļa stieni. Cits robots iemērc rokas ūdens teknē, lai uzliktu pilienus uz roku galiem, un pēc tam izmanto virsmas spraigumu, lai paceltu stieni. Trešais robots apmeklē līmēšanas staciju, iemērcot rokas un pēc tam uzklājot līmi uz būvējamās konstrukcijas. Visbeidzot, robots, kas pacēla stieni, nospiež to vietā un gaida, līdz ieslēgsies ultravioletā gaisma, lai sacietētu līmi. Pēc tam tas var atkāpties, lai paņemtu jaunu stieni.

Programmatūra, kas kontrolē robotus, var arī pārvietot platformu, uz kuras viņi sēž. Tas pārvieto platformu katru reizi, kad tiek pabeigts jauns slānis, lai robotu darba vieta paliktu tāda pati, pieaugot struktūrai, ko viņi būvē.

Līdzīgi kā 3-D drukas tehnoloģija, mikroroboti solās būt efektīvāks veids, kā izgatavot sarežģītus objektus nelielos daudzumos nekā parastā masveida ražošanas tehnoloģija, saka Mahoney. Daļēji tas ir tāpēc, ka mikrorobotus var pārprogrammēt, lai veiktu pilnīgi jaunus uzdevumus, un daļēji tāpēc, ka tie ir lēti. Mēs dažreiz to saucam par megahercu manipulāciju, viņš saka. Mēs varam domāt par manipulācijām tādā ātrumā, kādu esam pieraduši redzēt informācijas apstrādē.

Viens no iespējamiem pielietojumiem ir palīdzēt izgatavot shēmas plates nelielās partijās jaunu elektronisko ierīču prototipēšanai. Hobiji un mazi uzņēmumi, kas strādā ar elektronikas aparatūru, mūsdienās ražo tikai dažas shēmas plates prototipu, jo to salikšana ar rokām prasa laiku, kā arī izmaksas un kavēšanās, kas jāmaksā par nelieliem sērijām specializētajās rūpnīcās.

Vongs-Fojs arī uzskata, ka viņa pieeja varētu būt noderīga tādu ierīču montāžā, kas apvieno elektroniskos un optiskos komponentus, piemēram, saskarnei ar optiskās šķiedras kabeļiem. Tā kā silīciju un optiskos komponentus nevar apstrādāt vienā darbībā, šajā nozarē bieži tiek izmantota manuāla montāža, lai tos saliktu kopā. Optiskās elektronikas jomā cilvēki nav atraduši labu veidu, kā integrēt indija fosfīda lāzerus ar silīcija komponentiem, saka Wong-Foy. Šo lietu mērogs ir oglekļa stieņu izmērs, ko mēs šeit izmantojam.

paslēpties