Slimme robot steentjes werken samen om 3D-modellen te bouwen

Onderzoekers aan de Amerikaanse Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een robotsysteem ontwikkeld voor het dupliceren van vormen. Dit zou in de toekomst een serieus alternatief kunnen worden van drie-dimensionaal printen.

Professor Daniela Rus en haar student en co-auteur Kyle Gilpin presenteren hun resultaten, compleet met experimenten met de 10-millimeter kleine en kubusvormige robots, op de IEEE International Conference on Robotics and Automation in mei.

Om een ​​3D-model te reproduceren is de eerste stap het uitvinden wat te reproduceren. De kleine kubusvormige robot steentjes doen dit door uit te vinden of ze aan alle kanten omringd zijn door andere steentjes (in welk geval ze het object dat ze moeten kopiëren niet aanraken) of dat ze ergens op de grens zitten (in welk geval zij wel het object aanraken). Zodra de steentjes uitvinden waar het model is, sturen ze naburige robots berichten om aan elkaar vast te klampen om zo een zelfde model te reproduceren. De eigenlijke binding gebeurt met electropermanente magneten op de zijdes van de kubus die in- en uitgeschakeld kunnen worden in tegenstelling tot conventionele elektromagneten die een constante stroom nodig hebben om hun magnetisme te handhaven. Tot slot blijven de ongebruikte steentjes in de hoop wanneer het gereproduceerd model wordt verwijderd.

Deze benadering maakt gebruik van een aantal ingenieuze algoritmes die de steentjes verteld wat te doen zonder een centraal commando-eenheid, zonder veel computationele overhead en zonder dat een van de steentjes een compleet beeld heeft van het te reproduceren object. Rus en Gilpin zijn van mening dat hun onderzoek gebruikt kan worden voor ‘rapid prototyping’, of de productie van onderdelen op dezelfde manier als 3D-printers vandaag de dag worden gebruikt, hoewel dit zou betekenen dat de individuele steentjes veel kleiner moeten worden dan hun huidige 10-millimeter grootte.

Zie hier een kleine demonstratie van de werking: