Aynı anda birden fazla teknolojik devrimin yaşandığı bir dünyada yaşıyoruz. Bilgisayar, robotik ve biyoteknoloji alanlarında gerçekleşen sıçramalar büyük ilgi görürken, ümit vaat eden bir alana daha az dikkat ediliyor. Bu, 3D baskı ve otonom robotlar gibi teknolojilerin büyük bir oyun değiştirici olduğunu kanıtladığı üretim alanı olacaktır.
Örneğin, MIT’in Bitler ve Atomlar Merkezi (CBA) tarafından sürdürülen çalışmalar var. Yüksek lisans öğrencisi Benjamin Jenett ve Profesör Neil Gershenfeld (Jenett’in doktora tez çalışmasının bir parçası olarak) tüm yapıları bir araya getirebilecek küçük robotlar üzerinde çalışıyorlar. Bu çalışmanın uçak ve binalardan uzaydaki yerleşimlere kadar her şeyi etkileyebilir.
Çalışmaları, yakın zamanda Ekim ayının Ekim sayısında ortaya çıkan bir çalışmada açıklanmıştır. IEEE Robotik ve Otomasyon Mektupları. Çalışma, şu anda NASA’nın Ames Araştırma Merkezinde çalışan MIT ve CBA mezunu olan diğer yüksek lisans öğrencisi Amira Abdel-Rahman ve Kenneth Cheung'un katıldığı Jenett ve Gershenfeld tarafından yazılmıştır.
Gerensheld'in yakın tarihli bir MIT News açıklamasında açıkladığı gibi, tarihsel olarak iki geniş robot kategorisi olmuştur. Bir yandan, belirli uygulamalar için optimize edilmiş özel bileşenler içeren pahalı robot teknolojisine sahipsiniz. Öte yandan, daha düşük performansa sahip, ucuz seri üretilen modüllerden yapılmış olanlar var.
CBA ekibinin üzerinde çalıştığı robotlar - Jenett'in İki Ayaklı İzotropik Kafes Lokomotif Gezgini (BALL-E, WALL-E gibi) olarak adlandırdığı - tamamen yeni bir robotik dalını temsil ediyor. Bir yandan, pahalı, özel ve optimize edilmiş robot çeşitlerinden çok daha basittirler. Öte yandan, seri üretilen robotlardan çok daha yeteneklidirler ve daha çeşitli yapılar inşa edebilirler.
Konseptin merkezinde, CBA ekibinin “voksel” dediği daha küçük yapıların birleştirilmesiyle daha büyük yapıların birleştirilebileceği fikri ortaya çıkıyor. Bu bileşenler basit payanda ve düğümlerden oluşur ve basit mandallama sistemleri kullanılarak kolayca sabitlenebilir. Çoğunlukla boş alan olduğundan, hafiftirler, ancak yine de yükleri verimli bir şekilde dağıtacak şekilde düzenlenebilirler.
Bu arada robotlar, voksel yapıları kavramak için kullandıkları her bir uçta bir kenetleme cihazı ile ortada menteşeli iki uzun segmente sahip küçük bir kola benziyorlar. Bu uzantılar, robotların inç kurtları gibi hareket etmelerine izin verir, bir noktadan diğerine geçmek için vücutlarını açar ve kapatır.
Ancak, bu montajcılar ve geleneksel robotlar arasındaki temel fark, robot işçisi ile birlikte çalıştığı malzemeler arasındaki ilişkidir. Gershefeld'e göre, bu yeni robot türünü bir sistem olarak birlikte çalıştıkları için inşa ettikleri yapılardan ayırt etmek imkansız. Bu özellikle robotların navigasyon sistemi söz konusu olduğunda belirgindir.
Bugün, çoğu mobil robot, GPS gibi konumlarını takip etmek için son derece hassas bir navigasyon sistemine ihtiyaç duyuyor. Bununla birlikte, yeni montaj robotlarının yalnızca voksellerle (nerede üzerinde çalıştıkları küçük alt birimler) ilgili oldukları yeri bilmeleri gerekir. Bir montajcı bir sonrakine geçtiğinde, konumlandırmak için üzerinde çalıştığı her şeyi kullanarak konum duygusunu yeniden ayarlar.
BILL-E robotlarının her biri adımlarını sayabilir, bu da navigasyona ek olarak yol boyunca yaptığı hataları düzeltmesine izin verir. Abdel-Rahman tarafından geliştirilen kontrol yazılımı ile birlikte, bu basitleştirilmiş süreç BILL-Es sürülerinin çabalarını koordine etmesini ve birlikte çalışmasını sağlayacak ve bu da montaj sürecini hızlandıracak. Jenett'in dediği gibi:
“Hassasiyeti robota koymuyoruz; hassasiyet yapıdan gelir [yavaş yavaş şekil aldığı için]. Bu diğer tüm robotlardan farklı. Bir sonraki adımının nerede olduğunu bilmek gerekiyor. ”
Jenett ve ortakları, ilgili voksel tasarımlarıyla birlikte montajcıların birkaç kavram kanıtı versiyonunu oluşturdular. Çalışmaları şimdi prototip versiyonlarının voksel bloklarının lineer, iki boyutlu ve üç boyutlu yapılara montajını gösterebildiği noktaya ilerledi.
Bu tür bir montaj süreci, NASA'nın (bu araştırmada MIT ile işbirliği yapan) ve çalışmaya da sponsor olan Hollanda merkezli havacılık şirketi Airbus SE'nin ilgisini çekti. NASA'nın durumunda, bu teknoloji, ortak yazar Cheung'in liderliğinde Otomatik Yeniden Yapılandırılabilir Görev Uyarlanabilir Dijital Montaj Sistemleri (ARMADAS) için bir nimet olacaktır.
Bu projenin amacı, ay tabanı ve uzay yaşam alanlarını içeren derin uzay altyapısını geliştirmek için gerekli otomasyon ve robotik montaj teknolojilerini geliştirmektir. Bu ortamlarda robotik montajcılar, yapıları hızlı ve daha uygun maliyetli bir şekilde monte edebilme avantajı sunar. Benzer şekilde, onarım, bakım ve modifikasyonu kolaylıkla gerçekleştirebileceklerdir.
Jenett, “Bir uzay istasyonu veya ay yaşam alanı için, bu robotlar yapı üzerinde yaşayacak, onu sürekli koruyacak ve onaracak” diyor. Bu robotların etrafta bulunması, Dünya'dan büyük önceden monte edilmiş yapılar başlatma ihtiyacını ortadan kaldıracaktır. Eklemeli imalat (3D baskı) ile eşleştirildiklerinde, yerel kaynakları yapı malzemeleri olarak da kullanabilirler (In-Situ Kaynak Kullanımı veya ISRU olarak bilinen bir süreç).
Sandor Fekete, Almanya Braunschweig Teknik Üniversitesi İşletim Sistemleri ve Bilgisayar Ağları Enstitüsü müdürüdür. Gelecekte, kontrol sistemlerini daha da geliştirmek için ekibe katılmayı umuyor. Bu robotları uzayda yapılar inşa edebilecekleri noktaya kadar geliştirmek önemli bir zorluk olsa da, sahip olabilecekleri uygulamalar çok büyük. Fekete'nin dediği gibi:
“Robotlar yorulmuyor veya sıkılmıyor ve birçok minyatür robot kullanmak bu kritik işi yapmanın tek yolu gibi görünüyor. Ben Jenett ve işbirlikçilerinin yaptığı bu son derece orijinal ve zeki çalışma, dinamik olarak ayarlanabilen uçak kanatları, muazzam güneş yelkenleri ve hatta yeniden yapılandırılabilir uzay habitatlarının inşasına doğru büyük bir sıçrama yapıyor. ”
İnsanlık Dünya'da sürdürülebilir bir şekilde yaşamak veya uzaya çıkmak istiyorsa, oldukça ileri teknolojiye güvenmek zorunda kalacağına şüphe yoktur. Şu anda, bunlardan en ümit verici olan şey, ihtiyaçlarımızı görmenin ve Güneş Sistemindeki varlığımızı genişletmenin uygun maliyetli yollarını sunanlardır.
Bu bağlamda, BILL-E gibi robot toplayıcılar sadece yörüngede, Ay'da veya ötesinde değil, aynı zamanda Dünya'da da yararlı olacaktır. 3D baskı teknolojisiyle benzer şekilde eşleştirildiğinde, birlikte çalışmak üzere programlanan büyük robotik montajcı grupları, konut krizine bir son vermeye yardımcı olabilecek ucuz, modüler konut sağlayabilir.
Her zaman olduğu gibi, dünyadaki yaşamı kolaylaştırmak için uzay araştırmalarını ilerletmeye yardımcı olan teknolojik yenilikler kullanılabilir!
