提起蜘蛛,大家往往會想起一張大大的蜘蛛網(wǎng)。而今天我們介紹的蜘蛛機(jī)器人,它吐出的不蜘蛛網(wǎng),卻是3D打印的材料。
西門子技術(shù)研究院的技術(shù)人員,開發(fā)了一種類似蜘蛛一樣的機(jī)器人原型,可以協(xié)作地打印物體的結(jié)構(gòu)和表面。這個研究有望加速大規(guī)模復(fù)雜材料例如,飛機(jī)機(jī)身,輪船船體的制造。
研究稱這個機(jī)器人為“SiSpis”,或者西門子蜘蛛。有一天,這些蜘蛛機(jī)器人將成為新的工業(yè)工人。
蜘蛛機(jī)器人是有腿的,基本上完全自主的增材制造設(shè)備。他們正在利用多個自主的機(jī)器人,來合作進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)的增材制造,例如車身,船身,飛機(jī)機(jī)身等。增材制造,也被稱為3D打印技術(shù),是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù)。
如何協(xié)同工作?
為輪船大小的物體內(nèi)部表面添加一層材料,也許需要幾個甚至上百個蜘蛛機(jī)器人,一起來完成。那么,問題來了:它們應(yīng)該如何協(xié)作呢?
答案就是:自主工作。每個蜘蛛只能完成整個工作的一小部分。技術(shù)人員嘗試概念化和優(yōu)化這些機(jī)器人合作的方式。這個過程由成員的研發(fā)的算法來支持。它可以進(jìn)行多個機(jī)器人任務(wù)的計(jì)劃,使得兩個或者更多的機(jī)器人合作進(jìn)行增材制造,或者單個物體或者區(qū)域的表面處理。
為了實(shí)現(xiàn)這個功能,機(jī)器人電路板攜帶攝像頭和激光掃描儀,來理解他們周圍的環(huán)境。在了解3D打印機(jī)手臂的工作范圍基礎(chǔ)上,每個機(jī)器人自主地在特定區(qū)域工作,無論該區(qū)域是平滑或者彎曲。
自主工作
自主是蜘蛛機(jī)器人行為的中心部分。例如,蜘蛛機(jī)器人知道他們周圍的環(huán)境。如果電池電量在兩小時后將要變低,蜘蛛機(jī)器人將試圖返回充電站,但是它會首先將它的數(shù)據(jù)傳輸給另外一個剛充好電的蜘蛛機(jī)器人。這樣第二蜘蛛機(jī)器人,可以準(zhǔn)確的接手第一個蜘蛛機(jī)器人的工作。
無論他們遇到什么障礙,蜘蛛機(jī)器人可以自動的找到繞開的路徑。技術(shù)成員稱,這項(xiàng)技術(shù),創(chuàng)造了一個原型平臺,自主制造機(jī)器人可以理解任務(wù),拆分給不同的機(jī)器人,然后進(jìn)入制造流程,協(xié)調(diào)合作工作,不需要強(qiáng)制編程。
更進(jìn)一步的說,成員還必須設(shè)計(jì)機(jī)器人的行為。為了達(dá)到這個目標(biāo),技術(shù)人員開發(fā)了軟件工具通過社區(qū)的機(jī)器人來模擬它們的行為。這意味著成員必須利用一種方法精確地校準(zhǔn)機(jī)器人制造噴嘴。每個機(jī)器人裝備一個擠出機(jī),和傳統(tǒng)的3D打印機(jī)類似。
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