组装机器人用微小的零件建造大型结构

马萨诸塞州剑桥市-麻省理工学院(MIT)的工程师开发了一支由微型机器人组成的军队，这些机器人可以组装大型的格子结构，例如飞机机身或机翼。

麻省理工学院比特与原子中心主任尼尔·格申菲尔德(Neil Gershenfeld)说：“这的核心是一种新型机器人技术，我们称之为相对机器人。” “从历史上看，机器人技术有两大类：一种是由昂贵的定制组件制成，这些组件针对特定的应用(例如工厂组装)进行了精心优化，而另一种则是由价格低廉，性能低得多的量产模块制成。

“但是，新机器人可以替代这两种机器人，”格申菲尔德说。“它们比前者要简单得多，但要比后者要强大得多，并且它们有可能彻底改变大规模系统的生产，从飞机到桥梁再到整个建筑物。”

根据Gershenfeld的说法，关键区别在于机器人设备与其所处理和操纵的材料之间的关系。他指出：“有了这些新型机器人，您就无法将机器人与结构分离。” “他们作为一个系统一起工作。

“例如，尽管大多数移动机器人需要高度精确的导航系统来跟踪其位置，但新型组装机器人只需要跟踪它们与当前正在工作的称为子像素的小型子单元相关的位置， ” Gershenfeld解释道。“每次机器人踩到下一个体素时，它都会相对于当前站立的特定组件重新调整其位置感。

“潜在的愿景是，就像可以通过在屏幕上使用像素阵列来复制最复杂的图像一样，几乎任何物理对象都可以作为较小的三维碎片(体素)阵列来重建，由简单的支柱和节点组成。” Gershenfeld补充说。

Gershenfeld和他的同事发现可以安排这些组件以有效地分配负载。它们主要由开放空间组成，因此结构的总重量最小。可以通过简单的组装器将这些单元拾起并放置在彼此相邻的位置，然后使用内置在每个体素中的闩锁系统将其固定在一起。

机器人本身就像一个小臂，中间有两个长节，两个长节铰接在一起，每个末端都有用于夹持在体素结构上的设备。这些设备像蠕虫一样四处移动，通过重复打开和关闭其V形主体从一个移动到另一个，沿着一排体素前进。

在组装零件时，每个微型机器人都可以在结构上计算其步数。与导航一起，这使机器人可以在每个步骤中纠正错误，从而消除了典型机器人系统的大部分复杂性。

“它缺少了大多数常用的控制系统，但是只要[机器人]不错过任何一个步骤，它就知道它在哪里，” Gershenfeld说。“对于实际的组装应用，此类装置可能会协同工作以加快这一过程。

“这种组装的一个优点是可以通过与初始组装相同的机器人程序轻松地进行维修和保养，” Gershenfeld说道。损坏的部分可以从结构上拆卸下来，并用新的部分替换，从而产生与原始结构一样坚固的结构。随着时间的流逝，该过程还可用于对系统进行修改或改进。”