Des étudiants du MIT construisent de minuscules robots auto-assemblés pour l'espace

Si quelques étudiants diplômés du MIT parviennent à leurs fins, la matière programmable est l'avenir.

Pensez à des milliers ou des centaines de milliers de nanorobots qui s'assemblent et se désassemblent sur commande pour former la forme la plus efficace pour se mettre en orbite, créer une pièce de remplacement du revêtement de coque de la Station spatiale internationale, un outil pour examiner un astéroïde, ou un bureau et une chaise pour un astronaute travailleur.

Créer, en un sens, "une sorte d'impression 3D recyclable", explique Martin Nisser, doctorant au MIT qui travaille avec une équipe pour inventer de nouvelles façons de contrôler et de manœuvrer les microbots.

Ou Transformers, si vous voulez. Peut-être pas encore tout à fait Optimus Prime, bien sûr.

Ils s'appellent ElectroVoxels (voxels = pixels volumétriques) et alors qu'ils sont encore en test, Nisser a trouvé un nouveau moyen de leur permettre de se reconfigurer rapidement et économiquement.

"L'un des grands défis avec les robots reconfigurables est que si vous voulez que chacun de ces petits modules puisse se déplacer par lui-même, vous devez intégrer des calculs, des capteurs électroniques, des actionneurs dans chaque module, et c'est vraiment difficile à faire. à mesure que les modules deviennent progressivement plus petits », m'a dit Nisser dans un récent Podcast TechFirst. "La contribution technique clé que nous avons développée est de trouver un moyen d'intégrer des électroaimants dans ces modules afin d'effectuer la reconfiguration... ce qui est bien, car ces électroaimants sont vraiment, vraiment peu coûteux, ils sont faciles à fabriquer, et ils ne nécessitent pas beaucoup d'entretien.

Les tests ont eu lieu à bord de la «comète vomi» de la NASA, un gros avion rembourré dont les sièges ont été retirés afin que les scientifiques et les astronautes puissent expérimenter quelques secondes de gravité nulle lors de vols paraboliques en boucle.

Les prototypes actuels mesurent environ six centimètres de long (un peu plus de deux pouces) et ont des électroaimants intégrés dans chacun de leurs 12 bords. Ajoutez un microcontrôleur et des circuits intégrés qui vous permettent de réguler la direction dans laquelle le courant traverse les électroaimants, et vous pouvez faire en sorte que les ElectroVoxels s'attirent ou se repoussent de manière suffisamment sophistiquée pour permettre des pivots autour d'un axe partagé et transversal sur la face d'un autre ElectroVoxel. .

Les robots modulaires actuels qui changent de forme sont relativement maladroits, selon le MIT. Ils sont construits avec de gros moteurs coûteux pour faciliter le mouvement : pensez Transformateurs mais environ 300 générations plus tôt.

"Si chacun de ces cubes peut pivoter par rapport à ses voisins, vous pouvez en fait reconfigurer votre première structure 3D en n'importe quelle autre structure 3D arbitraire", explique Nisser.

Cela pourrait être utile pour les outils non standard, ou pour réorganiser la masse pour les mouvements de rotation afin d'initier une forme de gravité artificielle via la force centrifuge, ou pour placer la masse entre vous et une éruption solaire dangereuse.

À l'heure actuelle, les ElectroVoxels sont relativement gros, de sorte que toutes les structures qu'ils créent seront plutôt grossières et grumeleuses. Pour les rendre vraiment utiles, Nisser et son équipe devront réduire les ElectroVoxels de plusieurs ordres de grandeur.

"Nous travaillons à la miniaturisation de ces modules afin de les rendre un peu plus petits, et vous voulez en construire des centaines de milliers qui peuvent faire une reconfiguration afin de permettre une sorte d'impression 3D recyclable", m'a dit Nisser.

A terme, certains modules embarqueront des outils. D'autres stockeront l'énergie dans des batteries, tandis que d'autres encore pourraient capter l'énergie avec des panneaux solaires. D'autres encore pourraient contenir des moteurs configurables, ou même des réserves de matières premières comme des métaux ou des pièces de machines ou même de l'oxygène pour des abris spatiaux temporaires.

Mais tout cela est dans le futur.

Pourtant, c'est un défi important à résoudre si nous voulons des machines et des outils reconfigurables intelligents dans un endroit où vous ne pouvez pas simplement commander une nouvelle pièce et la faire livrer demain via Amazon Prime.

"L'espace est en quelque sorte… la dernière frontière de la fabrication", déclare Nisser. C'est très, très difficile de construire des choses là-bas. Donc, si vous êtes en mesure d'avoir des choses auto-assemblées sans avoir besoin d'envoyer des astronautes là-haut - ce qui est très dangereux - et de tout expédier en une seule fois, c'est vraiment avantageux. Et un peu paradoxalement, alors que c'est un environnement où la reconfiguration est si avantageuse, la reconfiguration est en fait, d'une certaine manière, beaucoup plus simple… parce que dans un environnement de microgravité, vous n'avez pas à combattre les vecteurs de gravité.

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