Estudiantes del MIT construyen pequeños robots autoensamblables para el espacio

Si algunos estudiantes de posgrado del MIT se salen con la suya, la materia programable es el futuro.

Piense en miles o cientos de miles de nanobots ensamblados y desensamblados bajo comando para formar la forma más eficiente para impulsarse a la órbita, creando una pieza de reemplazo del revestimiento del casco de la Estación Espacial Internacional, una herramienta para examinar un asteroide o un escritorio y una silla para un astronauta trabajador.

Creando, en cierto sentido, "una especie de impresión 3D reciclable", dice Martin Nisser, estudiante de doctorado en el MIT que está trabajando con un equipo para inventar nuevas formas de controlar y maniobrar microbots.

O Transformers, por así decirlo. Quizás todavía no sea Optimus Prime, por supuesto.

Se llaman ElectroVoxels (vóxeles = píxeles volumétricos) y, aunque todavía están en fase de prueba, Nisser ha encontrado una forma novedosa de permitirles reconfigurarse de forma rápida y económica.

“Uno de los grandes desafíos con los robots reconfigurables es que si desea que cada uno de estos pequeños módulos se pueda mover por sí mismo, debe incorporar computación, sensores electrónicos, actuadores en cada módulo, y eso es realmente difícil de hacer. a medida que los módulos se hacen progresivamente más pequeños”, me dijo Nisser en una reciente Podcast de TechFirst. “La... contribución técnica clave que hemos desarrollado es descubrir una manera de incorporar electroimanes en estos módulos para realizar la reconfiguración... lo cual es bueno, porque estos electroimanes son muy, muy económicos, son fáciles de fabricar, y no requieren mucho mantenimiento.”

Las pruebas se realizaron a bordo del "cometa vómito" de la NASA, un gran avión acolchado al que se le quitaron los asientos para que los científicos y los astronautas puedan experimentar unos segundos de gravedad nula durante los vuelos parabólicos en bucle.

Los prototipos actuales miden unos seis centímetros de largo (poco más de dos pulgadas) y tienen electroimanes incrustados en cada uno de sus 12 bordes. Agregue un microcontrolador y circuitos integrados que le permitan regular la dirección en que pasa la corriente a través de los electroimanes, y puede hacer que los ElectroVoxels se atraigan o se repelan entre sí de formas lo suficientemente sofisticadas como para permitir pivotes alrededor de un eje compartido y transversal a través de la cara de otro ElectroVoxel. .

Los actuales robots modulares que cambian de forma son comparativamente torpes, dice el MIT. Están construidos con motores grandes y caros para facilitar el movimiento: piense Transformers pero unas 300 generaciones antes.

“Si cada uno de esos cubos puede pivotar con respecto a sus vecinos, en realidad puede reconfigurar su primera estructura 3D en cualquier otra estructura 3D arbitraria”, dice Nisser.

Eso podría ser útil para herramientas no estándar, o para reorganizar la masa para movimientos giratorios para iniciar una forma de gravedad artificial a través de la fuerza centrífuga, o para colocar masa entre usted y una peligrosa llamarada solar.

En este momento, los ElectroVoxels son relativamente grandes, por lo que cualquier estructura que hagan será bastante tosca y grumosa. Para que sean realmente útiles, Nisser y su equipo tendrán que reducir los ElectroVoxels en órdenes de magnitud potenciales.

“Estamos trabajando en miniaturizar estos módulos para hacerlos un poco más pequeños, y quieres construir cientos de miles de estos que puedan reconfigurarse para permitir una especie de impresión 3D reciclable”, me dijo Nisser.

Eventualmente, algunos módulos llevarán herramientas. Otros almacenarán energía en baterías, mientras que otros podrían capturar energía con paneles solares. Aún otros pueden contener motores configurables, o incluso reservas de materias primas como metales o piezas de máquinas o incluso oxígeno para refugios espaciales temporales.

Pero todo eso está en el futuro.

Aún así, es un desafío importante para resolver si queremos máquinas y herramientas reconfigurables inteligentes en un lugar donde no se puede pedir una pieza nueva y recibirla mañana a través de Amazon Prime.

"El espacio es una especie de... la frontera final de la fabricación", dice Nisser. Es muy, muy desafiante construir cosas allí. Entonces, si puede tener cosas autoensambladas sin la necesidad de enviar astronautas allí, lo cual es muy peligroso, y enviar todo de una vez, eso es realmente ventajoso. Y, paradójicamente, si bien es un entorno en el que la reconfiguración es tan ventajosa, la reconfiguración es, en cierto modo, mucho más simple... porque en un entorno de microgravedad, no es necesario luchar contra los vectores de gravedad".

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