Автоматизированная система генерирует роботизированные детали для новых задач

Москва, 21:28, 12 Июл 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Когда при разработке приводов задействовано слишком много переменных, чтобы люди могли проверить их вручную, эта система может вмешаться.

Автоматическая система, разработанная исследователями Массачусетского технологического института (MIT), проектирует и печатает трехмерные сложные роботизированные детали, называемые актуаторами, которые оптимизированы в соответствии с огромным количеством спецификаций. Короче говоря, система автоматически делает то, что для человека практически невозможно сделать вручную.

В статье, опубликованной сегодня в журнале Science Advances, исследователи демонстрируют систему, изготовляя актуаторы — устройства, которые механически управляют роботизированными системами в ответ на электрические сигналы — которые показывают разные черно-белые изображения под разными углами. Например, один актуатор изображает портрет Винсента Ван Гога, когда он лежит ровно. Однако, когда он активирован, его угол наклона изображает знаменитую картину Эдварда Мунка «Крик». Исследователи также напечатали трехмерные плавающие водяные лилии с лепестками, оснащенными массивами актуаторов и петлями, которые складываются в ответ на магнитные поля, проходящие через проводящие жидкости.

Актуаторы изготовлены из трех разных материалов, каждый из которых имеет свой светлый или темный цвет и обладает свойством — таким как гибкость и намагниченность — которое контролирует угол актуатора в ответ на управляющий сигнал. Сначала программное обеспечение разбивает конструкцию актуатора на миллионы трехмерных пикселей или «вокселей», каждый из которых может быть заполнен любым из материалов. Затем запускаются миллионы симуляций, заполняя разные воксели разными материалами. В конце концов, это зависит от оптимального размещения каждого материала в каждом вокселе, чтобы создать два разных изображения под двумя разными углами. Затем пользовательский 3-D принтер изготавливает актуатор, опуская нужный материал в правый воксель, слой за слоем.

«Наша конечная цель — автоматически найти оптимальный дизайн для любой проблемы, а затем использовать результаты нашего оптимизированного дизайна для его изготовления», — говорит автор Субраманиан Сундарам. «Мы идем от выбора материалов для печати до выбора оптимального дизайна и почти полностью автоматизируемого изготовления конечного продукта».

Актуаторы, оптимизированные по внешнему виду и функциям, также могут быть использованы для биомимики в робототехнике. Например, другие исследователи разрабатывают подводные роботизированные оболочки с массивами актуаторов, предназначенными для имитации зубчиков на коже акулы. Зубчики коллективно деформируются, чтобы уменьшить сопротивление для более быстрого и тихого плавания.

«Вы можете представить себе подводных роботов с целыми массивами актуаторов, покрывающих поверхность их шкур, которые можно оптимизировать для эффективного перемещения и поворота и т. Д.», — говорит Сундарам.