خبر بد اگر می‌خواهید به ماه یا مریخ بروید: یافتن مسکن و سازه‌ها کمی سخت است! خوشبختانه، ناسا به آینده فکر می‌کند و به تازگی یک ساختار رباتیک خودسازمان‌ده را به نمایش گذاشته است که ممکن است بخش مهمی از سفر خارج از سیاره باشد.

مقاله مرکز تحقیقاتی ایمز ناسا که امروز در Science Robotics منتشر شده‌ است، ایجاد و آزمایش آنچه را که آن‌ها آرماداس، یا مخفف «فرامواد مکانیکی قابل‌برنامه‌ریزی خودکار» می‌نامند، توصیف می‌کند. که روشی بسیار دقیق برای توصیف ساختمانی است که خودش را می‌سازد.

کریستین گرگ، نویسنده اصلی مقاله، گفت: «ما فکر می‌کنیم این نوع فناوری ساخت‌وساز می‌تواند کاربردهای بسیار عمومی زیادی داشته باشد. استقلال قوی و ساختارهای سبک وزن ما، به شدت برای کاربرد در محیط‌های سخت مانند سطح ماه یا فضا مفید است. این کابردها شامل ساخت برج‌ها و پناهگاه‌های ارتباطی در سطح ماه می‌شود که قبل از رسیدن‌ فضانوردان، موردنیاز خواهند بود.»

ایده اصلی ساختار خودساز، در یک هم‌افزایی هوشمندانه بین مصالح ساختمانی (با نام وکسل) و دو نوع ربات است که آنها را مونتاژ می‌کنند.

یکی از انواع ربات‌ها با دو پا در امتداد سطح راه می‌رود که ظاهراً از مولکول‌های انتقال کینزین زیست‌شناسی الهام گرفته‌ شده‌ است و وکسلی را مانند کوله پشتی حمل می‌کند. هنگامی که این ربات در جای خود قرار می‌گیرد، یک ربات ثابت که در خود قاب زندگی می‌کند مانند کرمی می‌لغزد و نقاط اتصال برگشت‌پذیر را سفت می‌کند. هیچکدام از ربات‌ها به یک سیستم حسگر قدرتمند نیاز ندارند و نحوه کار آنها به این معنی است که دقت بالایی نیز لازم نیست.

در بیشتر تصاویر این پست یک جفت واکر حمل و نقل و یک کرم ثابت رباتیک را مشاهده می‌کنید که منتظر است تا قاب را در موقعیت خود قفل کند.

شکل قطعات به آنها اجازه می‌دهد تا در زوایای مختلف متصل شوند و در عین‌حال استحکام ساختار خوبی را حفظ کنند.

کنت چونگ، نویسنده همکار مقاله گفت: «ما فکر می‌کنیم این نوع ساخت و ساز به ویژه برای زیرساخت‌های طولانی مدت و یا بسیار بزرگ، از جمله زیستگاه‌ها، ابزار دقیق یا هر زیرساخت دیگری در مدار یا سطح ماه مناسب است. برای ما، ساختارها و همه سیستم‌های رباتیک منابعی هستند که می‌توانند در فضا و زمان بهینه شوند. به‌نظر می‌رسد همیشه موقعیت‌هایی وجود خواهد داشت که بهترین کار رها کردن ساختارها در جای خود باشد.»

گرگ بيان کرد که خود قطعات نیز می‌توانند در محل ساخته‌ شوند:

«وکسل‌ها را می‌توان از مواد و فرآیندهای مختلف تولید کرد. در نهایت، برای کاربردهای فضایی، می‌خواهیم وکسل‌ها را از موادی که در ماه یا دیگر اجرام سیاره‌ای می‌یابیم بسازیم.»

البته، این فیلم‌ها از ربات‌ها در محل کار شتاب بالایی دارند. اما برخلاف کار در کارخانه یا پیاده‌رو، سرعت در ساختن‌ وسایل در فضا یا روی سطح سیاره‌ای دیگر الزاماً ضروری نیست.

«ربات‌های ما می‌توانند سریع‌تر از آنچه در این مقاله نشان داده‌ شده‌ است کار کنند. اما ما سرعت را برای اهداف اولیه حیاتی نمی‌دانستیم که آنها را به انجام این کار بسازیم. اساساً راه برای سریع‌تر کردن این سیستم استفاده از ربات‌های بیشتر است. »

ربات‌های توسعه‌یافته توسط آزمایشگاه، 256 وکسل گرفتند و آنها را در یک ساختار پناهگاه قابل عبور در طول 4.2 روز کار جمع‌آوری کردند. این تصویر شروع آن کار به‌نظر می‌رسد (سرعت به هیچ‌وجه نزدیک به زمان واقعی نیست):

گرگ گفت: «اگر آنها را یک سال جلوتر از فضانوردان به مریخ یا ماه می‌فرستادیم، آنها می‌توانستند با صرف وقت، ده‌ها سازه از این دست را دوبرابر اندازه بسازند.»

اگرچه ربات‌ها در این محیط آزمایشگاهی دارای تترهایی هستند که به آنها انرژی می‌دهند، اما با در نظر گرفتن‌ عملکرد باتری یا انرژی در محل طراحی شده‌اند. ربات ثابت درحال حاضر با باتری کار می‌کند و محققان درحال تحلیل راه‌هایی برای شارژ واکرها در حین کار هستند.

ما تصور می‌کنیم که ربات‌ها می‌توانند به‌طور مستقل در نیروگاه‌ها شارژ شوند یا حتی ممکن است برق را به صورت بی‌سیم داشته‌ باشند. انرژی می‌تواند از طریق خود ساختار نیز هدایت شود، که ممکن است برای تجهیز ساختار و نیرو دادن‌ به روبات‌ها مفید باشد.

نسخه‌های این ربات قبلاً در فضا پرواز کرده‌اند و کار خود را در ریزگرانش انجام داده‌اند، پس هیچ نگرانی در این زمینه وجود ندارد. اصولاً هیچ چیز مانع از کار آنها در جاذبه‌های غیرزمینی مانند ماه نیست. گفتنی است، این تنها آغاز است.

نسخه‌های بعدی ربات‌ها برای محیط آزمایشگاهی، بر اساس درس‌هایی که از نسخه‌های اول آموخته‌ایم، سریع‌تر و قابل اعتمادتر خواهند بود. گرگ گفت: «ما بسیار علاقه‌مند به درک این موضوع هستیم که چگونه انواع مختلف بلوک‌های ساختمانی را می‌توان در سازه‌ها ادغام کرد تا تجهیز عملکردی را ارائه دهند.»

به همین ترتیب، تحقیقات بر روی ساختارهایی که از انبوهی از روبات‌ها استفاده می‌کنند ادامه خواهد یافت. یک پناهگاه خام ممکن است دو واکر‌ و چهار روز طول بکشد. اما چیزی 10 برابر بزرگتر ممکن است 100 برابر بیشتر طول بکشد. اما به لطف بسیاری از دست‌ها، به‌ویژه دست‌های رباتیک، کار سبک‌تر انجام می‌شود.

خبرکاو