932,1
рейтинг
7 октября 2013 в 10:42

Самосборные конструкции из движущихся кубиков



Джон Романишин (John Romanishin) с коллегами из Массачусетского технологического института сказали новое слово в модульной робототехнике.

Роботы M-Block представляют собой кубики с маховиками внутри (на 20000 оборотов в минуту) и цилиндрическими магнитами на рёбрах. Маховик развивает такой кинетический момент, что после его торможения кубики способы не то что перекатываться по полу навстречу друг другу, но даже вертеться на месте и запрыгивать на «третий этаж». Например, на фото вверху белый кубик запрыгнул к чёрному. То есть это первые в мире мобильные самосборные роботы без движущихся частей снаружи корпуса.

Роботы M-Block подходят для тестирования различных алгоритмов автоматической сборки. Каждый кубик способен как на индивидуальное, так и на групповое движение совместно с другими кубиками.

Как их можно применять в жизни? Теоретически, армии таких кубов могут ремонтировать мосты или здания в экстренных ситуациях. Они могут собираться в мебель или оборудование нужной формы. Если их уменьшить до наноразмеров, то мы получим в точности «жидкий металл», который многие видели в фильме «Терминатор-2».



Маховик на 20 тыс. оборотов — ключевая деталь конструкции блока. Для компенсации кинетической нестабильности используются цилиндрические магниты на рёбрах. Когда кубики приближаются друг к другу, магниты вращаются естественным образом и разворачиваются друг к другу противоположными полюсами.

На каждой грани куба расположено ещё по восемь точечных магнитов, которые используются для точного соединения блоков.

На сегодняшний день в Массачусетском технологическом институте изготовили 100 кубов и алгоритмы для управления их движением. Они хотят поэкспериментировать с системой из многих сотен кубов, которые хаотически перемещаются по комнате, способны идентифицировать каждого из «братьев» и быстро собираться в конструкции вроде кресла, лестницы или стола.

Презентация научной работы по M-Block состоится на международной конференции по робототехнике в Японии в ноябре текущего года.

Анатолий Ализар @alizar
карма
678,3
рейтинг 932,1
Редактор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (51)

  • +16
    Minecraft
    • 0
      Намного круче!
  • +8
    • +1
      Пищалка напомнила «Вторую модель» Ф.К. Дика.
    • +2
      Чудесный рассказ! Спасибо за ссылку!) Дополнительная вещь, над которой можно пофантазировать по пути на работу и обратно.
  • +4
    Судя по оригинальной статье, не «после остановки двигателя», а «при торможении маховика» — что куда более логично.
    Остановка двигателя еще не обязательно ведет к торможению маховика, на то он и маховик.

    >Inside each M-Block is a flywheel that can reach speeds of 20,000 revolutions per minute; when the flywheel is braked, it imparts its angular momentum to the cube.

    И вот эта фраза еще глаз режет: «Когда кубики приближаются друг к другу, магниты начинают вращаться, так что можно указывать конкретные грани блоков для присоединения.»

    В оригинале сказано, что магниты закреплены на подвижных осях, поэтому разворачиваются друг к другу противоположными полюсами. А из этой фразы можно было бы подумать, что их вращают каким-нибудь механизмом.

    >On each edge of a cube are two cylindrical magnets, mounted like rolling pins. When two cubes approach each other, the magnets naturally rotate, so that north poles align with south, and vice versa. Any face of any cube can thus attach to any face of any other.
    • +3
      Всё правильно, спасибо большое, исправил!
    • 0
      Коллеги (кто с магнетизмом «на ты»), подскажите, а нельзя ли добиться того же эффекта без механики с помощью встречного магнитного поля от электромагнитов? Скажем, импульсным полем высокой напряженности?
  • +4
    По моему кому то из Массачусетского технологического института захотелось играть в тетрис в реале!
  • +1
    image
  • +21
    Восхитительные кубики!



    Пока двигаются неуклюже, но вопрос в алгоритмах
  • +2
    Интересно, как будут обстоять дела с износом при таких ударных нагрузках на механику. Ну и с масштабированием могут быть проблемы как у коптеров: больше размер — больше батарея и мотор — меньше мобильность и запас хода.
    • +9
      А их как раз таки не нужно масштабировать в плюс, только в минус
      • 0
        Там на видео по саду вроде увеличенная модель каталась. И упоминалось про использование в строительстве, а там нагрузки для мелких кубиков будут адские слишком. К тому же кроме тангенцальной нагрузки будет еще и большая очень касательная. Там трение у магнитов, а значит и площать, понадобится большая. Хотя не уверен…
        • 0
          Ну строить что-то из них — гвозди микроскопом забивать, а вот забросить на другие планеты, чтобы карабкаться по отвесным стенам — очень даже
          • 0
            да и КПД там явно стремится к 0… а так очень перспективно, ага… )
        • 0
          Шпыньков выдвижных понаделают — и нет проблемы соскальзывания…
  • +3
    Роботы Репликаторы из Звездных Врат уже не за горами, там они тоже из маленьких кубиков собирались в большые механизмы.
  • +8
    Интересно от чего питается маховик на 20 тыс. оборотов/мин. и каким образом каждый кубик определяет свое положение в пространстве.
    • +4
      От аккума, понятное дело — они в видео вскользь упоминают, что им пришлось потрудиться, чтобы впихнуть маховик, тормоз и аккумулятор в этот кубик.
      Меня интересует вопрос — как они управляют направлением «прыжка» кубика. Азимутальным, хотя бы.
      • 0
        Аккумулятор, да… это кэповский ответ..., интересуют же характеристики его. Это довольно энргозатратно, разгонять так маховик
        • 0
          Ну, каков вопрос… Я имею в виду, что не так важно, какой там аккум, важнее — какой КПД этого девайса, действительно энергозатратно постоянно разгонять-тормозить маховик.
        • 0
          А что, если торможение маховика использовать для заряда аккумулятора…
          • 0
            Хм. Только конденсатора. Интересно какой график падения заряда получится.
            • +1
              ионистора! ;)
      • +2
        Нужен один большой акк снаружи и беспроводная передача энергии: пусть кубики сами облепляют нужный им аккумулятор и таскаются с ним. Зато можно будет масштабировать.
        • +1
          … и таскают его.
          • +3
            … и тискают его! ;)
        • 0
          Собственно контакты на гранях куба видимо для этого и показаны. Специализация нанитов же.
      • 0
        Помимо момента, параллельного собственному моменту маховика, можно еще и поиметь гироскопический момент с помощью активного датчика момента.
  • +1
    Честно говоря не сильно впечатлило это все.
    Хотя от другого недавнего видео с роботами просто волосы зашевелились.
    www.youtube.com/watch?v=wE3fmFTtP9g&feature=c4-overview&list=UU7vVhkEfw4nOGp8TyDk7RcQ
    • +3
      У меня все с точностью до наоборот :)
    • +2
      Смотрю на эти штуки от BD (да и не только от них)… Кажутся стремными и неуклюжимы, а пройдет N лет и эта хреновина с ногами размножится и будут они бегать убивать человеков.
    • +1
      Вот когда они сделают так, чтобы из тех кубиков строился такой робот, тогда действительно зашевелятся волосы.
  • +7
    Ну и конечно не забываем, что они должны печататься на 3d принтере )
    • +1
      Неодимовые магниты и микросхемы и обмотки двигателя особенно просто :)
      • +4
        Предлагаю ПЗУ сразу с прошивкой печатать.
  • +1
    До чего на Кубика из Legend of Grimrock похож
  • 0
    К таким кубикам бы интерфейс управления попроще, ряд уровней возрастающей сложности, простой язык программирования и можно обучать детей.
    • 0
      Не думаю что в алгоритмах работы с кубиками можно обойтись без очень суровой математики…
  • +3
    Хмг, это же как фолдинг белков
  • +2
    Видео привело в состояние восторга. Сама идея и её субъективная экстраполяция захватывают воображение!

    Все мы знаем, что первые компьютеры были совсем не персональным и строились не на основе миллионов транзисторов, а из нагромождения неуклюжих ламп. Кто мог подумать, глядя на первый компьютер, что через несколько десятилетий ты сможешь носить его в кармане, а набор его функций удовлетворит даже те запросы, до которых ты и додуматься не в состоянии?

    Если этот набор неуклюжих кубиков получит внимание разного рода специалистов, то возможно в недалёком будущем мы увидим что-нибудь совершенно (для нашего времени) волшебное. Ведь если сделать их гораздо меньше, научить определять своё положение друг относительно друга, на порядки увеличить их количество и написать программу, управляющую не каждым кубиком в отдельности, а любым количеством сразу… У меня дух захватывает! Эта херня сможет наконец убить всех людей!
    • +7
  • +1
    Жаль, что нет видео, когда они одновременно двигаются.
    • 0
      Насколько я понял, пока движутся только отдельные кубики, остальные стоят для основы. Пока изучается только способность запрыгивать и не промахиваться.
  • +2
    Потом кубики будут все меньше, а связи все прочнее, и наконец-то мы получим жидкого робота из терминатора! :-)
  • –1
    Все жду, когда построят роботов, которые смогут строить сами себя, «размножаться». Популяция таких вот кубиков начнет расти в геометрической прогрессии, прощай человечество.
  • +1
    — Эмбриомеханическое устройство МЗ-8. Механозародыш, модель восьмая. Автономная саморазвивающаяся механическая система, объединяющая в себе программное управление МХФ — механохромосому Фишера, систему воспринимающих и исполнительных органов, дигестальную систему и энергетическую систему. МЗ-8 является эмбриомеханическим устройством, которое способно в любых условиях на любом сырье развертываться в любую конструкцию, заданную программой. МЗ-8 предназначен…
    — Стругацкие, Поражение.
  • 0
    Робот-шар был гораздо дружелюбнее.
    • 0
      Один я слыша эти звуки вспомнил это:
      image
  • 0
    Видео всего лишь демонстрирует, что кубы передвигаются по построенным из них же конфигурациям. Непонятно, способны ли они построиться в определённую фигуру, заданную проектом с компа, или просто движутся хаотично, прилепляясь куда попало. Было бы очень наглядно если бы авторы видео показали нам два одинаковых набора кубов, лежащие рядом, которые симметрично бы строились в разные вполне конкретные фигуры и так же симметрично бы разделялись, а не просто скакали друг по другу по непонятным принципам как это происходит на видео.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.