Рой роботов самостоятельно собирается из листа оригами (+видео)

Одна из наибольших проблем связанных с роевыми роботами, производство и развертывания самого роя. Даже если роботы относительно небольшие и простые, приходится управляться с целым роем при создании и контроле его деятельности. Мечта робототехника в этом случае – просто нажать на кнопку и рой появлется, как по волшебству.

На завершившейся в этом месяце конференции по роботам - IROS, исследователи из Института Висса представили автономный коллективный роботизированный рой, который может быть изготовлен из одного листа композитного материала. По команде роботы будут отрываться друг от друга, складываться в структуры типа оригами и в массовом порядке отправляться на задание.

В одном листе четыре робота. Хотите больше роботов? Нет проблем, просто нужно сделать лист побольше. Сам лист состоит из шести слоев, которые подвергнуты автоматически лазерной механической обработке. Предварительно растянутый слой полистирола или PSPS (вид полимера с памятью формы) в центре зажат между слоями медных цепей, вытравленных на полиимидных листах, с бумажными подложками для поддержки. PSPS – это волшебный материал. При нагревании выше 100 °C (что может быть сделано путем пропускания тока 2,5 А через медные цепи), он сжимается, что обеспечивает самостоятельное сворачивание роботов.

Каждый робот состоит из нескольких дискретных электрических компонентов, которые должны быть размещены вручную, но как говорит один из разработчиков Майкл Толи: «Мы предвидим простые способы автоматизации этих этапов». Самостоятельно складывающиеся роботы из полимеров с памятью формы были известныи и раньше, но проблема с ними в том, что нужно точно контролировать укладку. Для решения этой проблемы исследователи создали технологию сборки с управляемой обратной связью, использующей фототранзисторы и инфракрасные светодиоды, чтобы точно измерить углы сгибания, что «значительно улучшает повторяемость самостоятельного складывания».

Заключительная особенность в том, что эти самостоятельно складывающиеся роботы способны сами выделиться из одного композитного листа в рой из отдельных роботов. Каждый робот отделяется от листа за счет вибрации от специальных двигателей.

Эти роботы имеют довольно ограниченные возможности, при максимально скорости 10 мм/с (только на ровных горизонтальных поверхностях) зарядки аккумулятора хватает всего на 3 минуты. Они не отличаются высокой надежностью, т.к. каждый из них имеет 75 компонентов, которые должны быть тщательно припаяны. Но исследователи говорят, что существует множество способов автоматизировать этот процесс, и как только они научатся это делать, пользы от этих маленьких роботов может быть уже больше.

Майкл Толи верит, что эта работа проложит путь для быстрого, автоматизированного изготовления и внедрения малозатратных, индивидуальных робототехнических систем для поисково-спасательных, медицинских и других целей.