Studenti del MIT che costruiscono piccoli robot autoassemblanti per lo spazio

Se alcuni studenti del MIT ottengono quello che vogliono, la materia programmabile è il futuro.

Pensa a migliaia o centinaia di migliaia di nanobot che si assemblano e disassemblano a comando per formare la forma più efficiente per salire in orbita, creando un pezzo sostitutivo della placcatura dello scafo della Stazione Spaziale Internazionale, uno strumento per esaminare un asteroide o una scrivania e una sedia per un astronauta laborioso.

Creando, in un certo senso, "una sorta di stampa 3D riciclabile", afferma Martin Nisser, uno studente di dottorato al MIT che sta lavorando con un team per inventare nuovi modi di controllare e manovrare i microbot.

O Transformers, se vuoi. Forse non ancora del tutto Optimus Prime, ovviamente.

Si chiamano ElectroVoxels (voxels = pixel volumetrici) e mentre sono ancora in fase di test, Nisser ha trovato un nuovo modo per consentire loro di riconfigurarsi rapidamente ed economicamente.

"Uno dei grandi tipi di grandi sfide con i robot riconfigurabili è che se vuoi che ognuno di questi piccoli moduli sia in grado di muoversi da solo, devi incorporare calcoli, sensori elettronici, attuatori in ogni modulo, ed è davvero difficile da fare man mano che i moduli diventano progressivamente più piccoli”, mi ha detto Nisser in un recente Podcast TechFirst. “Il... contributo tecnico chiave che abbiamo sviluppato è trovare un modo per incorporare elettromagneti in questi moduli al fine di eseguire la riconfigurazione... il che è positivo, perché questi elettromagneti sono davvero molto economici, sono facili da produrre, e non richiedono molta manutenzione.

I test sono avvenuti a bordo della "cometa vomito" della NASA, un grande aereo imbottito con i sedili rimossi in modo che scienziati e astronauti possano sperimentare alcuni secondi di gravità nulla durante i voli parabolici in loop.

Gli attuali prototipi sono lunghi circa sei centimetri (poco più di due pollici) e hanno elettromagneti incorporati in ciascuno dei loro 12 bordi. Aggiungi un microcontrollore e circuiti integrati che ti consentono di regolare la direzione in cui la corrente passa attraverso gli elettromagneti e puoi fare in modo che gli ElectroVoxel si attraggano o si respingano l'un l'altro in modi sufficientemente sofisticati da consentire i perni attorno a un asse condiviso e trasversali sulla faccia di un altro ElectroVoxel .

Gli attuali robot modulari mutaforma sono relativamente goffi, afferma il MIT. Sono costruiti con motori grandi e costosi per facilitare gli spostamenti: pensa Trasformatori ma circa 300 generazioni prima.

"Se ciascuno di quei cubi può ruotare rispetto ai loro vicini, puoi effettivamente riconfigurare la tua prima struttura 3D in qualsiasi altra struttura 3D arbitraria", afferma Nisser.

Potrebbe essere utile per strumenti non standard o per riorganizzare la massa per i movimenti rotanti per avviare una forma di gravità artificiale tramite la forza centrifuga o per posizionare la massa tra te e un pericoloso bagliore solare.

In questo momento gli ElectroVoxel sono relativamente grandi, quindi qualsiasi struttura che realizzeranno sarà piuttosto grossolana e bitorzoluta. Per renderli davvero utili, Nisser e il team dovranno ridurre gli ElectroVoxel di potenzialmente ordini di grandezza.

"Stiamo lavorando alla miniaturizzazione di questi moduli per renderli un po' più piccoli e vuoi costruirne centinaia di migliaia che possono essere riconfigurati per consentire una sorta di stampa 3D riciclabile", mi ha detto Nisser.

Alla fine, alcuni moduli porteranno strumenti. Altri accumuleranno energia nelle batterie, mentre altri ancora potrebbero acquisire energia con i pannelli solari. Altri ancora potrebbero contenere motori configurabili o persino riserve di materie prime come metalli o parti di macchine o persino ossigeno per rifugi spaziali temporanei.

Ma tutto questo è nel futuro.

Tuttavia, è una sfida importante da risolvere se vogliamo macchine e strumenti riconfigurabili intelligenti in un luogo in cui non puoi semplicemente ordinare un nuovo pezzo e riceverlo domani tramite Amazon Prime.

"Lo spazio è una specie di... l'ultima frontiera della fabbricazione", afferma Nisser. È molto, molto impegnativo costruire cose lì. Quindi, se riesci ad avere le cose autoassemblate senza la necessità di inviare astronauti lassù – il che è molto pericoloso – e di spedire tutto in una volta, è davvero vantaggioso. E un po' paradossalmente, mentre è un ambiente in cui la riconfigurazione è così vantaggiosa, la riconfigurazione è in realtà in un certo senso, molto più semplice … perché in un ambiente di microgravità, non devi combattere i vettori di gravità”.

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