В MIT опробована концепция динамической самосборки модульных роботов

Джон Романишин (John Romanishin), исследователь из Лаборатории компьютерной науки и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачуссетского технологического института (MIT), вместе со своими коллегами изготовил прототип модульного робота, состоящего из частей, способных самостоятельно соединяться, образуя сложные структуры.

Идея такого робота родилась у Романишина в 2011 г. и теперь, спустя два года она получила реальное воплощение. Базовые элементы конструкции, названные M-блоки, это кубики без внешних движущихся частей. Несмотря на это они могут перекатываться и подпрыгивать, перемещаться по таким же кубикам и поверхностям, в том числе, по металлическому потолку.

Внутри каждого М-блока находится маховик, который разгоняется до 20 тыс. об./мин. При его резком торможении возникает момент вращения, приводящий куб в движение. На каждой грани размещены цилиндрические постоянные магниты в поворотном креплении. При сближении граней двух кубиков, эти магниты самостоятельно ориентируют свои полюса так, чтобы блоки притягивались, а четыре вспомогательных магнита обеспечивают правильную центровку сцепляющихся плоскостей.

Главной изюминкой данной концепции стал отказ от принципа статической устойчивости, что позволило существенно упростить базовые блоки. В прежних попытках создания свободно конфигурируемых модульных роботов, использовалась, так называемая, абстрактная модель скользящих кубов. В ней кубические блоки могли передвигаться с грани на грань не меняя ориентации. Такая модель упрощала разработку алгоритмов самосборки, но сами роботы получались весьма сложными. Так, сконструированное в CSAIL модульное устройство Molecule, состояло из двух кубов, соединенных изогнутой штангой, и 18 сервомоторов.

Чем проще базовая конструкция, тем легче ее миниатюризовать, что является конечной целью большинства исследования по модульным роботам. Разумеется, облако самоорганизующихся микроботов, наподобие «жидкого металла» в Терминаторе 2, это все еще весьма отдаленная перспектива, но исследователи считают, что, с некоторыми модификациями, их концепция может оказаться полезной даже в современном виде. Некоторые мобильные кубики могут быть специализированы, например, нести камеры, источники света или питания, а вместе они будут складываться в необходимое оборудование в труднодоступных или опасных для людей местах.

Сейчас, сотрудники лаборатории CSAIL изготавливают «конструктор» из сотни кубиков, каждый из которых сможет двигаться в любом направлении, и разрабатывают алгоритмы управления процессом сборки.

Статья, описывающая их новые роботы, будет представлена в ноябре на международной конференции IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.