麻省理工學院的學生為太空建造微型自組裝機器人

如果麻省理工學院的一些研究生能夠如願以償，那麼可程式物質就是未來。

想像一下，數千或數十萬個奈米機器人按照命令組裝和拆卸，形成最有效的形狀以升入軌道，製造國際太空站船體板的替換件、檢查小行星的工具或用於研究的桌椅。勤奮的太空人。

從某種意義上說，創造“一種可回收的 3D 列印”，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，如果你願意的話。 當然，也許還不是擎天柱。

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，可以讓它們快速且經濟地重新配置自身。

「可重構機器人面臨的一大挑戰是，如果你希望每個小模組都能夠自行移動，你必須將運算、電子感測器、執行器嵌入到每個模組中，這真的很難做到隨著模組逐漸變小，」Nisser 在最近的一篇文章中告訴我 TechFirst播客。 「…我們開發的關鍵技術貢獻是找到一種將電磁體嵌入到這些模組中以執行重新配置的方法…這很好，因為這些電磁體真的非常便宜，它們很容易製造，而且它們不需要太多維護。”

測試是在美國太空總署的「嘔吐彗星」上進行的，這是一種大型軟墊飛機，座椅被拆除，這樣科學家和太空人就可以在拋物線循環飛行期間體驗幾秒鐘的零重力。

目前的原型大約有 12 公分長（剛超過 XNUMX 英吋），XNUMX 個邊緣均嵌入了電磁體。 添加微控制器和集成電路，讓您可以調節電流通過電磁體的方向，並且您可以讓 ElectroVoxel 以足夠複雜的方式相互吸引或排斥，從而允許繞著共享軸旋轉並橫向穿過另一個 ElectroVoxel 的表面。

麻省理工學院表示，目前的變形模組化機器人相對笨重。 它們由大型、昂貴的電機製成，以促進移動：想想 變形金剛 但大約早了300代。

「如果每個立方體都可以相對於它們的鄰居旋轉，那麼您實際上可以將您的第一個 3D 結構重新配置為任何其他任意 3D 結構，」Nisser 說。

這對於非標準工具可能很有用，或者重新排列旋轉運動的質量以通過離心力啟動某種形式的人造重力，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，因此它們製作的任何結構都將相當粗糙和塊狀。 為了使它們真正有用，Nisser 和團隊必須將 ElectroVoxels 縮小幾個數量級。

Nisser 告訴我：“我們正在致力於將這些模組小型化，以便變得更小，並且您希望構建數十萬個可以重新配置的模組，以實現一種可回收的 3D 列印。”

最終，一些模組將攜帶工具。 其他的將在電池中儲存電力，而還有一些則可能透過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，甚至是用於臨時太空避難所的氧氣。

但這一切都是未來的事。

儘管如此，如果我們想要智慧可重構機器和工具，而你不能只是訂購新零件並在明天透過亞馬遜 Prime 交付，那麼這仍然是一個需要解決的重要挑戰。

「太空是…製造的最後前沿，」尼瑟說。 在那裡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，而不需要將太空人送到那裡（這是非常危險的），並且一次性運送所有東西，那確實是有利的。 有點矛盾的是，雖然這是一個重新配置如此有利的環境，但重新配置實際上在某種程度上要簡單得多……因為在微重力環境中，你不必對抗重力向量。”

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