Роботы-манипуляторы с сенсорами, созданными с помощью 3D-принтера
Опубликовано: 13.11.2018
С 2011 года на базе Института архитектуры Южной Калифорнии работает Robot House – лаборатория, где в качестве инструментов используются механические руки. Это манипуляторы, один маленький и еще пять – среднего размера. Они обрабатывают объекты из различных материалов.
Питер Теста, директор TestalWeiser и основатель MIT Emergent Design Group, рассказал:
С момента установки манипуляторов Staübli Unimation целью проекта стала разработка платформы на базе программного обеспечения, которое позволяет превращать компьютерные модели в физические объекты.
Процесс работы Robot House сложнее, чем у обычного ЧПУ станка, так как манипуляторы могут двигаться в любом направлении. Сложность заключается в том, что, помимо передачи информации от компьютера, манипуляторам необходимо организовать поток данных о состоянии материала.
Например, если в процессе обработки смола перегревается и становится слишком податливой, манипулятор должен передать информацию компьютеру, который запустит программу на подачу струи воздуха для охлаждения материала. Разработчикам пришлось потрудиться, чтобы найти подходящий материал для адаптивного интерфейса.
Студенты применили 3D-принтер, чтобы создать материал с сенсорами (подобные технологии используются для захвата движений при анимировании). Сенсоры отслеживают изменения, которые происходят с материалом, а также позволяют управлять этими изменениями.
По словам Питера Теста, разработка “сенсорных” материалов для заготовок будущих компонентов – это новый этап развития 3D-печати, который активно развивается в студии ESTm Graduate Design.
Вместо создания готовых изделий при помощи 3D-принтера, разработчики используют его для развития новых сфер применения роботов-манипуляторов. Эти исследования стали возможными благодаря доступности полимеров с эффектом памяти формы.
Само название системы (Robot House) говорит о том, что роботизированные манипуляторы в конечном итоге могут быть использованы для строительства жилых домов из традиционных материалов. В отличие от манипуляторов в автомобильной отрасли, новые роботы имеют больше возможностей, так как они не привязаны к выполнению отдельных задач.
Возможности манипуляторов Robot House максимально приближены к характеристикам оригинального промышленного робота Stanford Arm, разработанного Виктором Шайнманов в Университете Стэнфорд в конце 1960-х годов.
Несмотря на достигнутый прогресс, между цифровым моделированием и реальным применением роботов-манипуляторов все еще существует огромная пропасть.
Питер Теста рассказывает:
Всего пять лет назад наши исследования были бы невозможны. Во-первых, роботы, как и 3D-принтеры, обошлись бы слишком дорого. Во-вторых, сейчас знания о работе этих систем стали доступнее благодаря интернету и программному обеспечению open-source.
Сегодня мы работаем с поколением студентов, которые не видят ограничений и препятствий, в отличие от прошлых поколений.
Наша работа – это не просто очередной шаг развития цифровых систем, мы полностью пересматриваем компьютерный цифровой дизайн. Я называю его Digital 2.0.