طلاب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يصنعون روبوتات صغيرة ذاتية التجميع للفضاء

إذا نجح عدد قليل من طلاب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في تحقيق هدفهم، فإن المادة القابلة للبرمجة هي المستقبل.

فكر في آلاف أو مئات الآلاف من الروبوتات النانوية التي يتم تجميعها وتفكيكها عند الطلب لتشكيل الشكل الأكثر كفاءة للانطلاق في المدار، أو إنشاء قطعة بديلة من طلاء هيكل محطة الفضاء الدولية، أو أداة لفحص كويكب، أو مكتب وكرسي لـ رائد فضاء مجتهد.

يقول مارتن نيسر، طالب الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والذي يعمل مع فريق لابتكار طرق جديدة للتحكم في الروبوتات الصغيرة ومناورتها: "إنشاء نوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد القابلة لإعادة التدوير".

أو المحولات، إذا صح التعبير. ربما ليس أوبتيموس برايم تمامًا حتى الآن بالطبع.

يُطلق عليها اسم ElectroVoxels (voxels = وحدات البكسل الحجمية) وبينما لا تزال قيد الاختبار، وجد Nisser طريقة جديدة تسمح لها بإعادة تشكيل نفسها بسرعة وبشكل اقتصادي.

"أحد التحديات الكبيرة التي تواجه الروبوتات القابلة لإعادة التشكيل هو أنه إذا كنت تريد أن تكون كل وحدة من هذه الوحدات الصغيرة قادرة على التحرك بمفردها، فيجب عليك تضمين العمليات الحسابية وأجهزة الاستشعار الإلكترونية والمشغلات في كل وحدة، وهذا أمر صعب حقًا القيام به أخبرني نيسر مؤخرًا أن الوحدات تصبح أصغر حجمًا بشكل تدريجي TechFirst بودكاست. "... المساهمة التقنية الرئيسية التي قمنا بتطويرها هي اكتشاف طريقة لدمج المغناطيسات الكهربائية في هذه الوحدات من أجل إجراء إعادة التشكيل... وهو أمر جيد، لأن هذه المغناطيسات الكهربائية غير مكلفة حقًا، كما أنها سهلة التصنيع، ولا تتطلب الكثير من الصيانة.

تم إجراء الاختبار على متن "مذنب القيء" التابع لناسا، وهو عبارة عن طائرة كبيرة مبطنة تمت إزالة مقاعدها حتى يتمكن العلماء ورواد الفضاء من تجربة بضع ثوانٍ من الجاذبية الصفرية أثناء الرحلات الجوية المكافئة.

يبلغ طول النماذج الأولية الحالية حوالي ستة سنتيمترات (ما يزيد قليلاً عن بوصتين) وتحتوي على مغناطيسات كهربائية مدمجة في كل حافة من حوافها الـ 12. أضف متحكمًا دقيقًا ودوائر متكاملة تسمح لك بتنظيم اتجاه التيار الذي يمر عبر المغناطيسات الكهربائية، ويمكنك جعل ElectroVoxels تجتذب أو تتنافر مع بعضها البعض بطرق متطورة بما فيه الكفاية للسماح بالمحور حول محور مشترك ومستعرض عبر وجه ElectroVoxel آخر .

يقول معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إن الروبوتات المعيارية المتغيرة الشكل الحالية غير معقدة نسبيًا. لقد تم تصنيعها بمحركات كبيرة ومكلفة لتسهيل الحركة: فكر ترانسفورمرس ولكن قبل حوالي 300 جيل.

يقول نيسر: "إذا كان بإمكان كل من هذه المكعبات أن تدور حول جيرانها، فيمكنك بالفعل إعادة تكوين أول هيكل ثلاثي الأبعاد لديك إلى أي هيكل ثلاثي الأبعاد عشوائي آخر".

قد يكون ذلك مفيدًا للأدوات غير القياسية، أو لإعادة ترتيب الكتلة لحركات الدوران لبدء شكل من أشكال الجاذبية الاصطناعية عبر قوة الطرد المركزي، أو لوضع الكتلة بينك وبين التوهج الشمسي الخطير.

في الوقت الحالي، تعد ElectroVoxels كبيرة نسبيًا، لذا فإن أي هياكل تصنعها ستكون خشنة ومتكتلة إلى حد ما. ولجعلها مفيدة حقًا، سيتعين على نيسر وفريقه تقليص حجم ElectroVoxels بأضعاف مضاعفة.

قال لي نيسر: "نحن نعمل على تصغير هذه الوحدات لكي تصبح أصغر قليلاً، ونريد بناء مئات الآلاف من هذه الوحدات التي يمكنها إعادة التشكيل من أجل تمكين نوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد القابلة لإعادة التدوير".

وفي نهاية المطاف، ستحمل بعض الوحدات الأدوات. البعض الآخر سوف يقوم بتخزين الطاقة في البطاريات، في حين أن البعض الآخر قد يلتقط الطاقة باستخدام الألواح الشمسية. ولا يزال البعض الآخر قد يحتوي على محركات قابلة للتكوين، أو حتى احتياطيات من المواد الخام مثل المعادن أو أجزاء الآلات أو حتى الأكسجين للملاجئ الفضائية المؤقتة.

لكن كل ذلك في المستقبل.

ومع ذلك، يظل هذا تحديًا مهمًا يجب حله إذا أردنا وجود آلات وأدوات ذكية قابلة لإعادة التشكيل في مكان حيث لا يمكنك فقط طلب جزء جديد وتسليمه غدًا عبر Amazon Prime.

يقول نيسر: "الفضاء هو بمثابة الحدود النهائية للتصنيع". من الصعب جدًا بناء الأشياء هناك. لذلك، إذا كنت قادرًا على تجميع الأشياء ذاتيًا دون الحاجة إلى إرسال رواد فضاء إلى هناك - وهو أمر خطير جدًا - وشحن كل شيء دفعة واحدة، فهذا مفيد حقًا. ومن المفارقة نوعًا ما، أنه على الرغم من أنها بيئة تكون فيها إعادة التشكيل مفيدة جدًا، إلا أن إعادة التشكيل هي في الواقع بطريقة ما، أبسط بكثير … لأنه في بيئة الجاذبية الصغرى، لا يتعين عليك محاربة نواقل الجاذبية.

الاشتراك في تك فيرست، أو احصل على نسخة كاملة من حديثنا.