El dispositivo no se parece mucho: un conjunto de oruga de tamaño de anillos de metal y tiras parecido a algo que usted puede ser que encuentre enterrado en un cajón de su casa-taller. Sin embargo, la tecnología detrás de ella, y las posibilidades de largo alcance que representa, son bastante notables.
El pequeño dispositivo que se llama un mili-motein - un nombre fusionar sus milimétricos componentes y un diseño motorizado inspirado en proteínas, que, naturalmente, se pliegan en formas muy complejas. Este robot minúsculo puede ser un presagio de futuros dispositivos que podían pliegan en casi cualquier forma imaginable.
El dispositivo fue concebido por Neil Gershenfeld, director del Centro del MIT para Bits and Atoms, científico visitante Ara Knaian y asociado postdoctoral Kenneth Cheung, y se describe en un documento presentado recientemente en el 2012 Robots Inteligentes y Sistemas de conferencias. Su característica principal, Gershenfeld dice: "Es efectivamente un robot de una dimensión que se puede hacer en una tira continua, sin convencionalmente piezas móviles, y luego plegada en formas arbitrarias."
Para construir el robot más pequeño del mundo de la cadena, el equipo tuvo que inventar un tipo completamente nuevo de motor: no sólo es pequeño y fuerte, pero también capaz de mantener su posición con firmeza, incluso con alimentación desconectada. Los investigadores reunieron a estas necesidades con un nuevo sistema llamado un motor electropermanente.
El motor es similar en principio a los electroimanes gigantes utilizados en depósitos de chatarra de vehículos de elevación, en el que está vinculado un potente imán permanente (uno que, como un imán de barra ordinaria, no requiere energía) con un imán más débil (uno cuya dirección de campo magnético pueden ser volteado por una corriente eléctrica en una bobina). Los dos imanes están diseñados de manera que sus campos o bien añadir o anular, dependiendo de la forma de los puntos del campo conmutables. Por lo tanto, la fuerza del imán potente se puede desactivar a voluntad - tal como para liberar un coche suspendido - sin tener que apagar un electroimán enorme todo el tiempo.
Un segmento de cuatro mili-motein cadena con un solo centímetro
módulo de tamaño.
Foto: MIT Center for Bits and Atoms
El concepto mili-motein da seguimiento a un artículo, publicado el año pasado , que examinó la posibilidad teórica de montaje de cualquier forma deseada 3-D simplemente doblando una larga cadena de subunidades idénticas. Ese documento, co-escrito por Cheung, profesor del MIT, Erik Demaine, ex alumno de Saul Griffith, y Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial antiguo laboratorio de investigación científico Jonathan Bachrach, demostró matemáticamente que era posible que cualquier forma 3-D para ser reproducida por plegado de una suficiente cadena larga - y que es posible encontrar la manera de doblar este tipo de cadena, y los pasos exactos necesarios para alcanzar con éxito el punto final deseado.
"Demostramos que se podía hacer un sistema universal que es muy simple", dice Cheung. Mientras él y sus colegas no han demostrado ser un medio de encontrar siempre el camino óptimo para una determinada forma plegada, se encontró varias estrategias útiles para llegar a prácticas secuencias de plegado.
Demaine señala que el plegamiento de la forma no tiene que ser secuencial, moviéndose a lo largo de la cadena de una articulación a la vez. "Lo ideal sería que te gustaría hacerlo todo a la vez", dice, con cada una de las articulaciones se pliegan a la configuración deseada al mismo tiempo para que las cargas se distribuyen.
Otros investigadores, incluyendo algunos en el MIT, han explorado la idea de dar forma a los robots reconfigurables de un lote de piezas separadas que pueden auto-ensamblan en diferentes configuraciones - "un enfoque a veces llamados piedras programables ". Pero encontró equipo Gershenfeld de que una cadena de subunidades capaces de plegarse en sí en cualquier forma puede ser más simple en términos de control, energía y comunicaciones que el uso de piezas separadas que deben encontrarse y reunirse en el orden correcto. "Se puede pasar señales abajo en la cadena", dice Knaian.
Es parte de un enfoque global, Gershenfeld explica, de "convertir los datos en las cosas." En un artículo en la edición actual de la revista Foreign Affairs, describe una hoja de ruta tecnológica para lograr eso, y sus implicaciones políticas. Él y sus colegas han creado una red mundial de más de 100 "Fab Labs" que proporcionan acceso comunitario a las herramientas de fabricación controlados por el ordenador. Hoy en día, la información de diseño se encuentra en un ordenador externo en lugar de en los materiales que se están fabricando, pero el objetivo de la investigación es la digitalización de los propios materiales de manera que en última instancia pueden cambiar su forma propia, como la mili-motein hace.
Hod Lipson, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial y de ciencias de la computación y la información en la Universidad de Cornell, dice: "Este resultado nos acerca a la idea de la materia programable - donde los programas informáticos y materiales se combinan para formar un nuevo tipo de materia cuya forma y la función se puede programar - no muy diferente de la biología Mucha gente está emocionada hoy para aprender acerca de la impresión 3-D y su capacidad para fabricar cualquier forma, el grupo Gershenfeld ya está pensando en el siguiente episodio, en el que no sólo controlar la forma de. objetos, sino también su comportamiento. "
El milli-motein es parte de una familia de dispositivos de este tipo se exploran en escalas de tamaño que van desde a base de proteínas "nanoassemblers" a una versión donde la cadena es tan grande como una persona, Gershenfeld dice. En última instancia, un robot reconfigurable debe ser "pequeña, barata, durable y fuerte", Knaian dice, añadiendo que en este momento "no es posible conseguir todo eso." Aún así, señala, "La biología es la prueba de la existencia que se es posible ".
El trabajo de los investigadores del MIT podría llevar a sistemas robóticos que se pueden reconfigurar dinámicamente para hacer muchos trabajos diferentes en lugar de repetir una función fija, y que se puede producir mucho más barato que la robótica convencionales.
El desarrollo de la mili-motein recibió el apoyo de la máxima movilidad los EE.UU. Defense Advanced Research Projects Agency y la manipulación y proyectos programables Matter.
Fuente: Mit News
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