Kita hidup di dunia di mana pelbagai revolusi teknologi berlaku pada masa yang sama. Sementara lompatan yang terjadi di bidang komputer, robotik, dan bioteknologi mendapat perhatian besar, perhatian kurang diberikan pada bidang yang sama-sama menjanjikan. Ini akan menjadi bidang pembuatan, di mana teknologi seperti percetakan 3D dan robot autonomi terbukti menjadi penukar permainan yang besar.
Sebagai contoh, ada kerja yang sedang dilakukan oleh Pusat Bits dan Atom (CBA) MIT. Di sinilah pelajar siswazah Benjamin Jenett dan Profesor Neil Gershenfeld (sebagai sebahagian daripada karya tesis kedoktoran Jenett) mengusahakan robot kecil yang mampu mengumpulkan keseluruhan struktur. Karya ini boleh memberi implikasi untuk segala-galanya dari pesawat dan bangunan hingga penempatan di angkasa.
Karya mereka dijelaskan dalam sebuah kajian yang baru-baru ini muncul dalam edisi Oktober Surat Robotik dan Automasi IEEE. Kajian ini ditulis oleh Jenett dan Gershenfeld, yang disertai oleh rakan siswazah Amira Abdel-Rahman dan Kenneth Cheung - lulusan MIT dan CBA, yang kini bekerja di Pusat Penyelidikan Ames NASA.
Seperti yang dijelaskan oleh Gerensheld dalam siaran MIT News baru-baru ini, secara historis terdapat dua kategori robotik yang luas. Di satu pihak, anda mempunyai robotik mahal yang menghasilkan komponen tersuai yang dioptimumkan untuk aplikasi tertentu. Sebaliknya, ada yang dibuat dari modul pengeluaran besar-besaran yang murah dengan prestasi yang lebih rendah.
Robot-robot yang sedang diusahakan oleh pasukan CBA - yang telah dijuluki Jenett sebagai Penjelajah Lokomotif Kisi Bipedal Isotropik (BILL-E, seperti WALL-E) - mewakili cabang robotik yang sama sekali baru. Di satu pihak, mereka jauh lebih sederhana daripada pelbagai robot yang mahal, disesuaikan dan dioptimumkan. Sebaliknya, mereka jauh lebih mampu daripada robot yang dihasilkan secara besar-besaran dan dapat membina pelbagai struktur yang lebih luas.
Inti konsep adalah idea bahawa struktur yang lebih besar dapat dipasang dengan menyatukan kepingan 3D yang lebih kecil - yang disebut oleh pasukan CBA sebagai "voxel". Komponen-komponen ini terdiri daripada tali dan simpul sederhana dan boleh diikat dengan mudah menggunakan sistem selak sederhana. Oleh kerana kebanyakannya ruang kosong, mereka ringan tetapi masih dapat diatur untuk mengagihkan muatan dengan cekap.
Sementara itu, robot menyerupai lengan kecil dengan dua segmen panjang yang berengsel di tengahnya dengan alat penjepit di setiap hujung yang mereka gunakan untuk mencengkam struktur voxel. Lampiran ini membolehkan robot bergerak seperti cacing cacing, membuka dan menutup badan mereka untuk bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain.
Walau bagaimanapun, perbezaan utama antara alat pemasangan dan robot tradisional ini adalah hubungan antara pekerja robotik dan bahan yang digunakannya. Menurut Gershefeld, mustahil untuk membezakan jenis robot baru ini dari struktur yang mereka bina kerana mereka bekerjasama sebagai sistem. Ini jelas sekali berkaitan dengan sistem navigasi robot.
Hari ini, kebanyakan robot mudah alih memerlukan sistem navigasi yang sangat tepat untuk mengesan kedudukannya, seperti GPS. Robot assembler baru, bagaimanapun, hanya perlu mengetahui di mana mereka berhubung dengan voxel (subunit kecil yang sedang mereka kerjakan). Apabila penghimpun bergerak ke yang berikutnya, ia menyesuaikan kembali kedudukannya, menggunakan apa sahaja yang sedang diusahakan untuk mengarahkan dirinya sendiri.
Setiap robot BILL-E mampu menghitung langkahnya, yang selain navigasi memungkinkannya untuk memperbaiki kesilapan yang dilakukannya sepanjang perjalanan. Bersama dengan perisian kawalan yang dikembangkan oleh Abdel-Rahman, proses yang disederhanakan ini akan memungkinkan kumpulan BILL-Es untuk menyelaraskan usaha mereka dan bekerjasama, yang akan mempercepat proses pemasangan. Seperti yang dikatakan oleh Jenett:
"Kami tidak meletakkan ketepatan dalam robot; ketepatannya berasal dari struktur [kerana secara beransur-ansur terbentuk]. Itu berbeza dari semua robot lain. Ia hanya perlu tahu di mana langkah seterusnya. "
Jenett dan rakan-rakannya telah membina beberapa versi perancang konsep bukti, bersama dengan reka bentuk voxel yang sesuai. Karya mereka sekarang telah berkembang ke tahap di mana versi prototaip dapat menunjukkan pemasangan blok voxel menjadi struktur linear, dua dimensi, dan tiga dimensi.
Proses pemasangan semacam ini telah menarik minat NASA (yang bekerjasama dengan MIT dalam penyelidikan ini), dan syarikat aeroangkasa yang berpangkalan di Belanda Airbus SE - yang juga menaja kajian ini. Dalam kes NASA, teknologi ini akan menjadi kelebihan untuk Sistem Perhimpunan Digital Misi Adaptive Automated Reconfigurable (ARMADAS) mereka, yang diterajui oleh pengarang bersama Cheung.
Objektif projek ini adalah untuk mengembangkan automasi dan teknologi pemasangan robot yang diperlukan untuk mengembangkan infrastruktur ruang dalam - yang merangkumi pangkalan bulan dan habitat ruang. Dalam persekitaran ini, perakit robot menawarkan kelebihan kerana dapat menyusun struktur dengan cepat dan lebih menjimatkan. Begitu juga, mereka akan dapat melakukan pembaikan, penyelenggaraan, dan pengubahsuaian dengan mudah.
"Untuk stesen angkasa atau habitat lunar, robot ini akan hidup di atas struktur, terus mempertahankan dan memperbaikinya," kata Jenett. Menggunakan robot ini akan menghilangkan keperluan untuk melancarkan struktur pasang siap besar dari Bumi. Apabila dipasangkan dengan pembuatan aditif (pencetakan 3D), mereka juga dapat menggunakan sumber daya tempatan sebagai bahan binaan (proses yang dikenali sebagai In-Situ Resource Utilization atau ISRU).
Sandor Fekete adalah pengarah Institut Sistem Operasi dan Rangkaian Komputer di Universiti Teknikal Braunschweig, Jerman. Di masa depan, dia berharap dapat bergabung dengan pasukan untuk mengembangkan sistem kawalan lebih lanjut. Walaupun mengembangkan robot ini sehingga mereka dapat membangun struktur di ruang angkasa adalah cabaran yang besar, aplikasi yang mereka miliki sangat besar. Seperti yang dikatakan oleh Fekete:
"Robot tidak bosan atau bosan, dan menggunakan banyak robot mini nampaknya satu-satunya cara untuk menyelesaikan pekerjaan kritikal ini. Karya Ben Jenett dan kolaborator yang sangat asli dan pintar ini membuat lompatan besar ke arah pembinaan sayap kapal terbang yang boleh disesuaikan secara dinamik, layar solar yang sangat besar atau bahkan habitat ruang yang boleh dikonfigurasi semula. "
Tidak ada keraguan bahawa jika umat manusia ingin hidup secara berkesinambungan di Bumi atau menjelajah ke angkasa lepas, ia perlu bergantung pada beberapa teknologi yang cukup maju. Buat masa ini, yang paling menjanjikan adalah yang menawarkan kaedah menjimatkan keperluan dan keperluan kehadiran kami di seluruh Sistem Suria.
Dalam hal ini, perakit robot seperti BILL-E tidak hanya berguna di orbit, di Bulan, atau di luar, tetapi juga di Bumi. Apabila digandingkan dengan teknologi percetakan 3D, sekumpulan besar robot robot yang diprogramkan untuk bekerjasama dapat menyediakan perumahan modular yang murah dan dapat membantu mengakhiri krisis perumahan.
Seperti biasa, inovasi teknologi yang membantu memajukan penerokaan angkasa lepas dapat dimanfaatkan untuk menjadikan kehidupan di Bumi lebih mudah juga!
