Estudantes do MIT constroem pequenos robôs automontáveis ​​para o espaço

Se alguns alunos de pós-graduação do MIT conseguirem o que querem, a matéria programável é o futuro.

Pense em milhares ou centenas de milhares de nanobots montando e desmontando sob comando para formar a forma mais eficiente para entrar em órbita, criando uma peça de substituição do casco da Estação Espacial Internacional, uma ferramenta para examinar um asteróide ou uma mesa e cadeira para um astronauta trabalhador.

Criando, de certa forma, “uma espécie de impressão 3D reciclável”, diz Martin Nisser, estudante de doutorado no MIT que está trabalhando com uma equipe para inventar novas maneiras de controlar e manobrar microbots.

Ou Transformers, se preferir. Talvez ainda não seja o Optimus Prime, é claro.

Eles são chamados ElectroVoxels (voxels = pixels volumétricos) e enquanto ainda estão em teste, Nisser encontrou uma nova maneira de permitir que eles se reconfigurem de forma rápida e econômica.

“Um dos grandes desafios dos robôs reconfiguráveis ​​é que, se você quiser que cada um desses pequenos módulos seja capaz de se mover sozinho, você precisa incorporar computação, sensores eletrônicos, atuadores em cada módulo, e isso é muito difícil de fazer. à medida que os módulos ficam progressivamente menores”, Nisser me disse em um recente Podcast TechFirst. “A… principal contribuição técnica que desenvolvemos é descobrir uma maneira de incorporar eletroímãs nesses módulos para realizar a reconfiguração… o que é bom, porque esses eletroímãs são muito, muito baratos, fáceis de fabricar, e não requerem muita manutenção.”

Os testes aconteceram a bordo do “vomit cometa” da NASA, uma grande aeronave acolchoada com os assentos removidos para que cientistas e astronautas possam experimentar alguns segundos de gravidade nula durante voos parabólicos em loop.

Os protótipos atuais têm cerca de seis centímetros de comprimento (pouco mais de duas polegadas) e possuem eletroímãs embutidos em cada uma de suas 12 bordas. Adicione um microcontrolador e circuitos integrados que permitem regular a direção da corrente que passa pelos eletroímãs e você pode fazer com que os ElectroVoxels se atraem ou se repelem de maneiras suficientemente sofisticadas para permitir pivôs em torno de um eixo compartilhado e transversal na face de outro ElectroVoxel .

Os atuais robôs modulares que mudam de forma são comparativamente desajeitados, diz o MIT. Eles são construídos com motores grandes e caros para facilitar o movimento: pense transformadores mas cerca de 300 gerações antes.

“Se cada um desses cubos puder girar em relação a seus vizinhos, você poderá reconfigurar sua primeira estrutura 3D em qualquer outra estrutura 3D arbitrária”, diz Nisser.

Isso pode ser útil para ferramentas fora do padrão, ou para reorganizar a massa para movimentos giratórios para iniciar uma forma de gravidade artificial através da força centrífuga, ou para colocar a massa entre você e uma perigosa explosão solar.

No momento, os ElectroVoxels são relativamente grandes, então qualquer estrutura que eles façam será bastante grosseira e irregular. Para torná-los realmente úteis, Nisser e sua equipe terão que encolher os ElectroVoxels em ordens de magnitude potencialmente.

“Estamos trabalhando na miniaturização desses módulos para ficarem um pouco menores, e você quer construir centenas de milhares deles que podem ser reconfigurados para permitir um tipo de impressão 3D reciclável”, disse Nisser.

Eventualmente, alguns módulos carregarão ferramentas. Outros armazenarão energia em baterias, enquanto outros ainda podem capturar energia com painéis solares. Outros ainda podem conter motores configuráveis, ou mesmo reservas de matérias-primas como metais ou peças de máquinas ou até oxigênio para abrigos espaciais temporários.

Mas tudo isso está no futuro.

Ainda assim, é um desafio importante para resolver se queremos máquinas e ferramentas reconfiguráveis ​​inteligentes em um lugar onde você não pode simplesmente encomendar uma nova peça e entregá-la amanhã via Amazon Prime.

“O espaço é uma espécie de… a fronteira final da fabricação”, diz Nisser. É muito, muito desafiador construir coisas lá. Então, se você conseguir montar as coisas sem a necessidade de enviar astronautas para lá – o que é muito perigoso – e enviar tudo de uma só vez, isso é realmente vantajoso. E paradoxalmente, embora seja um ambiente onde a reconfiguração seja tão vantajosa, a reconfiguração é, de certa forma, muito mais simples… porque em um ambiente de microgravidade, você não precisa lutar contra vetores de gravidade.”

Inscrever-se para TechFirst, ou obter um transcrição completa da nossa conversa.