• Breaking News

    Robot Yang Terbuat dari Es Dapat Membangun dan Memperbaiki Diri Sendiri di Planet Lain

     

    Foto: GRASP Lab

    Tidak peduli berapa banyak pekerjaan brilian yang dilakukan orang-orang di NASA dan JPL ke dalam robot penjelajahan planet mereka (dan ini adalah pekerjaan yang sangat brilian), akhirnya, tak terhindarkan, mereka hancur. Jarang kerusakan ini sangat rumit, tetapi karena robot tidak dirancang untuk diperbaiki, tidak banyak yang bisa dilakukan. Dan bahkan jika (katakanlah) penjelajah Mars memiliki kemampuan untuk menukar roda mereka sendiri ketika sudah aus, di mana Anda akan mendapatkan roda robot baru di Mars?

    Dan ini adalah masalah yang lebih besar — ​​menemukan sumber daya yang diperlukan untuk menjaga robot tetap berjalan di lingkungan yang ekstrim. Kami telah berhasil memecahkan masalah daya dengan cukup baik, seringkali memanfaatkan tenaga surya, karena tenaga surya adalah sumber daya yang dapat Anda temukan hampir di mana saja. Anda tidak bisa membuat roda dari tenaga surya, tapi Anda bisa membuat roda, dan komponen struktural lainnya, dari bahan lain yang bisa ditemukan tergeletak di mana-mana: es.

    Dalam makalah yang dipresentasikan di IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Devin Carroll dan Mark Yim dari GRASP Lab di University of Pennsylvania , di Philadelphia, menekankan bahwa ini adalah pekerjaan yang sangat awal. Mereka bilang mereka baru saja mulai mengeksplorasi ide robot yang terbuat dari es. Jelas, Anda tidak akan bisa membuat aktuator atau baterai atau benda elektronik lainnya dari es, dan es tidak akan pernah seefisien bahan struktural seperti titanium atau serat karbon atau apapun. Tetapi es dapat ditemukan di banyak tempat berbeda, dan cara modifikasinya cukup unik — panas dapat digunakan untuk memotong dan memahatnya, dan juga untuk merekatkannya sendiri.

    Makalah IROS melihat berbagai cara pembuatan komponen struktur robotik dari es menggunakan proses manufaktur aditif dan subtraktif, dengan tujuan mengembangkan konsep untuk robot yang dapat menunjukkan "konfigurasi ulang diri, replikasi diri, dan perbaikan diri. ” Asumsinya adalah robot akan beroperasi di lingkungan dengan es di semua tempat, di mana suhu lingkungan cukup dingin sehingga es tetap stabil, dan idealnya juga cukup dingin sehingga panas yang dihasilkan oleh robot tidak akan menyebabkan jumlah self-melting yang tidak nyaman atau jumlah self-shorting yang bahkan lebih tidak nyaman. Antara pencetakan, pencetakan 3D, dan pemesinan CNC, ternyata hanya memotong es dengan bor adalah metode yang paling hemat energi dan efektif, meskipun idealnya Anda ingin mencari cara untuk menggunakannya di mana Anda dapat mengelola air limbah dan serutan es yang dihasilkan sehingga tidak membeku kembali di tempat yang tidak Anda inginkan. Tentu saja, terkadang membekukan kembali persis seperti yang Anda inginkan, karena begitulah cara Anda melakukan hal-hal seperti aktuator tempat dan menempelkan satu bagian ke bagian lain.

    IceBot adalah bukti konsep robot eksplorasi Antartika yang beratnya 6,3 kg. Itu dibuat dengan tangan, dan para peneliti kebanyakan hanya menunjukkan bahwa itu bisa bergerak dan tidak segera hancur bahkan pada suhu kamar. Ada banyak hal yang harus dilakukan sebelum IceBot dapat mewujudkan beberapa dari konfigurasi ulang diri, replikasi diri, dan kemampuan memperbaiki diri, tetapi para peneliti ada di dalamnya. Dan untuk informasi lebih lanjut tentang itu, kami berbicara dengan penulis utama Devin Carroll melalui email.

    Devin Carroll: Robot pertama yang saya rancang adalah robot trem yang digunakan para ahli ekologi untuk mensurvei hutan. Salah satu tantangan membuat robot untuk bidang ini bukan hanya robot mahal tetapi elemen alam akan menghancurkannya seiring waktu. Mark dan saya mulai mengeksplorasi ide untuk membuat robot dari bahan yang ditemukan sebagai cara untuk menambah ketahanan pada sistem robot yang beroperasi di lingkungan yang jauh atau tidak bersahabat dengan tujuan sekunder untuk mengurangi biaya sistem. Kami akhirnya menetap di es karena fleksibilitas desain yang diberikannya kepada kami dan minat saat ini pada lingkungan yang dingin dan terpencil. Perubahan iklim membuat banyak orang tertarik pada Antartika dan lapisan es sementara NASA dan kelompok eksplorasi ruang angkasa lainnya mencari es dan air dari bintang-bintang. Oleh karena itu, es terasa seperti langkah paling logis — jika kita bisa membuat robot dari es,

    Saya berpendapat ini belum pernah dilakukan sebelumnya karena ketidakpastian yang ditimbulkan oleh penggunaan es. Tidak seperti bahan bangunan tradisional, perancang tidak mengetahui secara apriori kondisi apa yang akan menyebabkan es runtuh — kita bisa menebak dengan cermat, tetapi margin kesalahan jauh lebih tinggi. Ada juga komplikasi yang terkait dengan pembuatan robot dan membawanya ke situs dengan aman. Jika kita membangunnya dan kemudian mengirimkannya ke lokasi penerapan, ia harus dijaga tetap dingin sepanjang perjalanannya sedangkan jika kita membuatnya di lokasi penerapan kita juga harus mengirimkan situs manufaktur dengan sistem, meningkatkan keseluruhan biaya moneter dan energi yang terkait dengan sistem.

    Dapatkah Anda berspekulasi tentang seperti apa robot penjelajahan kutub (atau planet) jika menggunakan kemampuan modifikasi atau perbaikan diri?

    Ketika saya memikirkan robot eksplorasi kutub (atau planet) yang menggabungkan kemampuan modifikasi atau perbaikan sendiri, saya membayangkan sistem dengan dua jenis robot yang pertama menjelajahi lingkungan dan mengumpulkan bahan yang diperlukan untuk melakukan pembesaran atau perbaikan sendiri, dan yang kedua adalah semacam manipulator / sistem manufaktur. Kita dapat membayangkan kelas eksplorasi robot kembali ke lokasi terpusat dengan permintaan bajak atau augmentasi lainnya dan sistem manufaktur akan dapat memasang augmentasi langsung ke robot. Sama halnya dengan perbaikan — jika, misalnya, robot mengenali retakan, manipulator akan dapat menambal retakan tersebut menggunakan semacam bantuan pita es, menutup retakan dan 
    mencegahnya menyebar lebih jauh.

    Bagian dari disertasi saya termasuk pekerjaan menuju upaya ini. Dalam hal desain manipulator / end effector, satu ide yang kami jelajahi adalah menggunakan mesh kawat resistansi ke permukaan balok es yang meleleh secara lokal dan membuat koneksi sementara antara balok es dan manipulator saat kami bermanuver dan mengolahnya ke yang diinginkan geometri.

    Apa yang Anda kerjakan selanjutnya?

    Fokus langsung saya adalah merancang sambungan modular yang dapat kita gunakan untuk dengan mudah dan aman menggabungkan aktuator dengan balok es serta bekerja untuk mengembangkan efektor akhir yang memungkinkan kita memanipulasi balok es tanpa merusaknya secara permanen melalui lubang sekrup atau lainnya, metode koneksi serupa. Salah satu tantangan desain yang menarik dengan arahan ini adalah memastikan bahwa kami memaksimalkan kekuatan koneksi sambil meminimalkan penggunaan energi untuk menerapkannya. Terutama di lingkungan terpencil, energi adalah komoditas yang berharga dan sistem seperti yang telah saya jelaskan hanya akan efektif jika kita mempertimbangkan energi saat merancangnya.


    sumber: https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/space-robots/robots-made-of-ice-could-build-and-repair-themselves-on-other-planets


    No comments

    Post Top Ad

    Post Bottom Ad