如果一些美國麻省理工學院的技術程序猿們想要能如愿以償,那么可編程物質就是未來!
想想成千上萬或數十萬個納米機器人按照命令組裝和拆卸,以形成最有效的形狀以推進進入軌道,制造國際空間站船體鍍層的替換件,檢查小行星的工具,或用于研究的桌椅勤勞的宇航員。
從某種意義上說,創造“一種可回收的 3D 打印”,美國麻省理工學院的博士生 Martin Nisser 說,他正在與一個團隊合作發明控制和操縱微型機器人的新方法。
或者變形金剛,如果你愿意的話。當然,也許還不是完全的擎天柱。
它們被稱為 ElectroVoxels(體素 = 體積像素),雖然它們仍在測試中,但 Nisser 已經找到了一種新穎的方法,可以讓它們快速、經濟地重新配置自己。
在“"vomit comet”中在零重力下測試 ElectroVoxel 可配置機器人。
“可重構機器人的一大挑戰是,如果你想讓這些小模塊中的每一個都能夠自行移動,你必須將計算、電子傳感器、執行器嵌入到每個模塊中,而這真的很難做到隨著模塊越來越小.”Nisser 在最近的TechFirst 播客中告訴我。“......我們開發的關鍵技術貢獻是找到一種將電磁鐵嵌入這些模塊以執行重新配置的方法......這很好,因為這些電磁鐵非常非常便宜,它們很容易制造,而且它們不需要太多的維護。”
測試是在美國宇航.局的“嘔吐彗星”上進行的,這是一架卸下座椅的大型軟墊飛機,因此科學家和宇航員可以在循環拋物線飛行期間體驗幾秒鐘的零重力。
目前的原型大約有 6 厘米長(剛好超過 2 英寸),并且在它們的 12 個邊緣中的每一個邊緣都嵌入了電磁鐵。添加一個微控制器和集成電路,允許您調節電流通過電磁體的方向,您可以讓 ElectroVoxels 以足夠復雜的方式相互吸引或排斥,以允許圍繞共享軸旋轉并橫向穿過另一個 ElectroVoxel .
麻省理工學院表示,目前的變形模塊化機器人相對笨重。它們采用大型、昂貴的電機來促進運動:想想變形金剛,但大約早 300 代。
原型 ElectroVoxels 將構成用于太空的可配置機器人的構建塊。
“如果這些立方體中的每一個都可以相對于它們的鄰居旋轉,那么你實際上可以將你的第一個 3D 結構重新配置為任何其他任意 3D 結構。”Nisser 說;
這可能對非標準工具有用,或者重新排列質量以進行旋轉運動,通過離心力啟動一種人工重力形式,或者在你和危險的太陽耀斑之間放置質量。
目前,ElectroVoxels 相對較大,因此它們制作的任何結構都會相當粗糙和凹凸不平。為了使它們真正有用,Nisser 和團隊將不得不將 ElectroVoxels 縮小潛在的數量級。
Nisser 說:“我們正在努力使這些模塊小型化,以便變得更小一些,并且您希望構建數十萬個可以重新配置的模塊,以實現一種可回收的 3D 打印。”
最終,一些模塊將攜帶工具。其他人將電力儲存在電池中,而其他人可能會用太陽能電池板捕獲能量。還有一些可能包含可配置的電機,甚至是金屬或機器零件等原材料的儲備,甚至是用于臨時太空庇護所的氧氣。
但這一切都在未來。
盡管如此,如果我們想要智能可重構機器和工具在一個您不能僅僅訂購新零件并在明天通過 Amazon Prime 交付的地方,這是一個需要解決的重要挑戰。
“太空是一種……制造的最后前沿,”Nisser 說:“在那里建造東西非常非常具有挑戰性。因此,如果你能夠自行組裝東西而無需派宇航員上去——這是非常危險的——并且一次性運送所有東西,那真的是非常有利的。有點自相矛盾的是,雖然在這種環境中重新配置非常有利,但實際上重新配置在某種程度上要簡單得多……因為在微重力環境中,您不必與重力矢量作斗爭。”
美國麻省理工學院(MIT)的Hyperloop II團隊由一組具有航空航天,機械,電氣和系統工程背景的多學科研究人員組成。
MIT四十名學生合作設計和制造了Hyperloop II,這是一種高速、無摩擦的車輛,旨在通過空氣懸浮技術來運載人員或貨物。Hyperloop與許多需要軌道或在真空管運行軌道列車不同,這款模型僅需要平坦的表面并能在氣墊上行駛。它不依賴昂貴的磁性系統為其懸浮提供動力,不需要高昂的真空環境。
Hyperloop II是2019年在SpaceX Hyperloop Pod競賽中唯一以其功能齊全的空氣懸浮吊艙而聞名。這是一項年度的超級環形高鐵車廂大賽大賽,SpaceX公司旨在鼓勵開發新的運輸方式。該團隊在去年比賽中排名第5,并獲得了創新獎。因為大火摧毀了原始原型后,三周后該團隊再次對其軌道車進行了大幅度修改。
美國MIT開發的AirLev是第一款電動高速無摩擦空氣懸浮軌道車,旨在通過其空氣懸浮技術來運載人員或貨物。該團隊在2019年的SpaceX-Hyperloop大賽上展示了升級版-Hyperloop II,該軌道車在20秒內,以0到200 mph(時速200英里/352公里)迅速提升。
2025-04-29 22:24
2025-04-29 22:23
2025-04-29 22:22
2025-04-29 22:22
2025-04-29 22:21
2025-04-29 22:20
2025-04-29 22:19
2025-04-29 22:18
2025-04-29 22:17
2025-04-29 22:16