Peneliti mengeksplorasi bahan untuk mengubah robot yang terbuat dari robot
Robotics

Peneliti mengeksplorasi bahan untuk mengubah robot yang terbuat dari robot


Cara Army dan MIT dalam menghubungkan metamaterial memungkinkan pembuatan kendaraan supermileage, seperti yang ini dari kolaborator Toyota Automotive Society, menjadi mungkin. Kendaraan supermileage bertujuan untuk mendapatkan jarak tempuh maksimal dari satu tangki bensin beroktan tinggi. Kredit: (Kohshi Katoh, Toyota Automotive Society)

Ilmuwan dari Angkatan Darat AS dan Pusat Bit dan Atom MIT menciptakan cara baru untuk menghubungkan material dengan sifat mekanis yang unik, membuka kemungkinan robot militer masa depan yang terbuat dari robot.

Metode ini menyatukan konstruksi berbagai jenis metamaterial mekanis menggunakan kisi diskrit, atau sistem mirip Lego, memungkinkan desain material modular dengan properti yang disesuaikan dengan aplikasinya. Blok bangunan ini, dan material yang dihasilkannya, dapat mengarah pada struktur dinamis yang dapat dikonfigurasi ulang sendiri; misalnya, segerombolan robot dapat membentuk jembatan untuk memungkinkan pasukan menyeberangi sungai. Kemampuan ini akan meningkatkan kemampuan manuver militer dan kelangsungan hidup para pejuang dan peralatan, kata para peneliti.

Temuan ini, yang diterbitkan para peneliti di Kemajuan Sains Cerita sampul adalah contoh upaya sains dan teknologi eksplorasi berisiko tinggi dari Laboratorium Penelitian Angkatan Darat Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS, kata Dr. Bryan Glaz, kepala ilmuwan asosiasi di Direktorat Teknologi Kendaraan laboratorium.

Dimotivasi sebagian oleh kawanan robot kecil yang terhubung bersama untuk membentuk struktur yang bisa dibayangkan seperti di film animasi Big Hero 6, metamaterial ini juga dapat memungkinkan robotika berperforma tinggi dan struktur penyerap benturan / ledakan di masa depan, kata Glaz.

Visi futuristik dari pengembang konsep dengan Pusat Konsep dan Masa Depan Komando Masa Depan Angkatan Darat di Fort Eustis, Virginia, secara langsung memotivasi pekerjaan ini, kata Glaz. Peneliti melakukan penelitian ini berdasarkan diskusi dan konsep yang didukung oleh Konsep Fungsional Angkatan Darat AS untuk Gerakan dan Manuver, yang menggambarkan bagaimana kekuatan manuver Angkatan Darat dapat menghasilkan overmatch di semua domain.

Doktrin tersebut menjabarkan serangkaian tujuan di bidang investasi S&T Angkatan Darat untuk pertempuran darat; pertama adalah mengembangkan sistem individu yang mampu melakukan transformasi 4-D, yang memiliki kemampuan untuk mengubah bentuk, modalitas, dan fungsi sistem. Misalnya, sekumpulan sistem tak berawak akan mampu bergerak ke penghalang, seperti sungai, dan kemudian membentuk struktur untuk merentangkan celah tersebut.

Tentara, MIT mengeksplorasi bahan untuk mengubah robot yang terbuat dari robot

Sebuah sistem yang dibuat oleh para peneliti Army dan MIT mengandalkan bagian-bagian modular yang diproduksi secara massal yang dirakit secara terpisah untuk membentuk metamaterial mekanis fungsional yang lebih besar dengan properti baru. Kredit: Benjamin Jenett, Pusat MIT untuk Bit & Atom

Glaz mengatakan para peneliti mulai mencoba membangun jembatan yang terbuat dari robot untuk mendukung visi ini, tetapi pekerjaan tersebut telah berkembang menjadi robot seluler yang terbuat dari robot.

“Robot yang menata ulang untuk membentuk jembatan yang terbuat dari robot, mirip dengan semut, adalah salah satu perwujudan dari konsep robotika struktural kami, yang mengaburkan garis antara elemen aktif dan pasif serta fitur rekonfigurasi. Ini masih menjadi kasus penggunaan yang memotivasi untuk sistem, tetapi kami melihat implikasi yang lebih luas untuk robotika darat yang dapat beradaptasi, dapat dikonfigurasi ulang, dan tangguh, “kata Dr. Christopher Cameron, seorang peneliti Angkatan Darat. “Jika segerombolan robot bisa mengubah dirinya menjadi jembatan, bagaimana lagi mereka bisa diatur ulang? Bagaimana kita merancang dan mengontrol robot seperti ini?”

Makalah ini membahas desain struktur modular dan memperkenalkan sistem yang memungkinkan Angkatan Darat untuk membangun berbagai robot dengan sifat unik seperti penyerapan energi benturan. Bahan yang dirancang peneliti menunjukkan berbagai sifat yang mengejutkan dan berguna termasuk kekakuan ekstrim, ketangguhan dan kopling unik antara perpindahan dan rotasi.

Sistem, berdasarkan pencetakan injeksi hemat biaya dan koneksi kisi terpisah, memungkinkan perakitan cepat struktur skala makro yang dapat menggabungkan karakteristik salah satu dari empat jenis bahan dasar: kaku; patuh; bantu, atau bahan yang bila diregangkan menjadi lebih tebal tegak lurus dengan gaya yang diterapkan; dan kiral, atau bahan yang asimetris sedemikian rupa sehingga struktur dan bayangan cerminnya tidak dapat dengan mudah dilihat saat ditumpangkan. Bahan-bahan arsitektur makro yang dihasilkan dapat digunakan untuk membangun dengan skala yang lebih besar daripada yang dapat dicapai dengan pembuatan metamaterial tradisional dengan biaya yang lebih murah.

Penelitian ini adalah produk dari situs perluasan ARL Northeast, di mana Cameron tertanam dalam kolaborasi erat dengan para peneliti di MIT. Peneliti Angkatan Darat menyumbangkan keahlian dalam simulasi elemen hingga skala besar untuk melengkapi pengamatan eksperimental, kata Cameron.

Tahap selanjutnya dari penelitian ini akan mengeksplorasi desain ruang yang dibuat oleh sistem dengan aplikasi target termasuk robotika lunak modular, struktur penyerap benturan, dan konstruksi cepat pada titik permintaan. Cameron mengatakan para peneliti juga ingin menyelidiki bagaimana metamaterial tradisional yang diproduksi secara aditif dapat diintegrasikan dengan sistem ini untuk menciptakan metamaterial berskala besar, yang menggabungkan kekuatan lintas skala.

“Ini bagian dari portofolio penelitian eksplorasi berisiko tinggi kami dalam Direktorat Teknologi Kendaraan,” kata Glaz. “Dalam beberapa tahun kami mungkin menemukan tidak ada keuntungan besar bagi Angkatan Darat dibandingkan robot buatan robot, tetapi sekarang, kami telah memikirkan aplikasi Angkatan Darat awal seperti membentuk jembatan dengan cepat serta menjatuhkan udara atau meluncurkan sekumpulan robot yang lebih kecil. ke area yang diperebutkan dan untuk menguji bagaimana keduanya bersatu membentuk platform seluler yang lebih besar yang dapat melakukan fungsi yang berguna dalam fase gabungan. ”


Balok penyusun serbaguna membuat struktur dengan sifat mekanis yang mengejutkan


Informasi lebih lanjut:
Benjamin Jenett dkk. Metamaterial mekanis yang dirakit secara terpisah, Kemajuan Sains (2020). DOI: 10.1126 / sciadv.abc9943

Disediakan oleh Laboratorium Riset Angkatan Darat

Kutipan: Peneliti mengeksplorasi bahan untuk mengubah robot yang terbuat dari robot (2020, 19 November), diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-explore-materials-robots.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020