Bild – Mit freundlicher Genehmigung der MIT-Forscher

Forscher vom MIT Institut für Informatik und künstliche Intelligenz (CSAIL) haben einen Roboter geschaffen, der sein Aussehen und seine Fähigkeiten durch den Austausch von Exoskeletten verändern kann. Dieses Design stellt eine Abkehr vom traditionellen Denken in der Robotik dar, bei dem Roboter für die Ausführung einer Aufgabe oder einen bestimmten Zweck gebaut werden. Dieser als „Primer“ bekannte Roboter hat die Fähigkeit, die für eine bestimmte Aufgabe am besten geeignete Form anzunehmen.

Das Papier ist veröffentlicht in Wissenschaft Robotics.

Das Projekt wurde von Daniela Rus, Ter Andrew und Erna Viterbi, Professor für Elektrotechnik und Informatik und Direktor von CSAIL, und Shuhei Miyashita, ein ehemaliger CSAIL-Postdoktorand, der jetzt a Dozent für intelligente Robotik an der University of York im Vereinigten Königreich.

„Roboter – und insbesondere Roboter mit starrem Körper, wie man sie in Filmen sieht – sind im Allgemeinen ziemlich unflexibel, da jedes ihrer Teile meist eine feste Struktur und einen einzigen definierten Zweck hat“, sagte Miyashita. „Das bedeutet, dass sie nicht einfach für verschiedene Arten von Aufgaben entwickelt werden können.“

Das Forscherteam betrachtete diese Inflexibilität als Hindernis für den Bereich der Robotik und versuchte, sie zu ändern.

„Wir konnten einen grundlegenden Roboterkörper mit fein abgestimmten ‚Superanzügen‘ (Exoskeletten) entwickeln, den er für verschiedene Aufgaben aufnehmen und absetzen kann“, sagte Miyashita.

Ein einziger Roboter, der mehrere Funktionen ausführen kann, ist wesentlich effizienter als der Bau mehrerer Roboter, von denen jeder nur eine Funktion ausführt.

Ohne Exoskelette sieht Primer aus wie ein goldener Zuckerwürfel. Durch das Anlegen seiner verschiedenen Exoskelette kann es laufen, rollen, segeln und gleiten. Seine Bewegung wird über Magnete gesteuert und seine Exoskelette bestehen aus Plastikfolien, die sich beim Erhitzen um Primer falten. Sobald die Aufgabe erledigt ist, wirft Primer sein Exoskelett ab, indem er in Wasser eintaucht.

„Wir möchten Roboter mit Exoskeletten in unterschiedlichen Maßstäben herstellen, um Anwendungen zu unterstützen, die vom Auto mit veränderbarem Körper bis zum Mini-Chirurgen reichen, der schnittfreie und intelligentere Eingriffe durchführen kann, und möglicherweise verschiedene Arten von Biomaterialien verwenden, um dies zu ermöglichen.“ Führen Sie mehr langfristige Operationen durch“, sagte Miyashita.

Die Schaffung vielseitiger Roboter wie Primer deutet darauf hin, dass wir in Zukunft anstelle mehrerer Roboter, die nur einzelne Funktionen ausführen sollen, einzelne Roboter haben werden, die mehrere Funktionen ausführen können.

Miyashita sieht zwei unmittelbare Rollen für Roboter wie Primer vor. Der erste ist in der Medizin.

Das Forschungsteam hatte Erfolg bei der Entwicklung von Robotern für medizinische Arbeiten. Letztes Jahr hat das Team ein kleines Projekt erstellt Origami-Roboter das verschluckt und ferngesteuert werden konnte, um Risse in der Magenschleimhaut eines Patienten zu reparieren.

"Unser Ansatz zeigt, dass wir dank der von Origami inspirierten Fertigung vielseitige, zugängliche und wiederverwendbare Roboterkomponenten haben", sagte Rus in einer Erklärung,.

Eine Kombination aus einem Origami-Roboter und einem Roboter wie Primer könnte zu fortschrittlicheren Einsatzmöglichkeiten für Roboter in der Medizin führen.

„Mit diesem neuen Ansatz könnte man sich vorstellen, einen einfachen Würfelroboter zu schlucken, um eine Aufgabe zu erledigen – zum Beispiel ein Medikament abzugeben – und dann weitere Roboter zu schlucken, die magnetisch gesteuert werden können, um sich mit dem Roboter zu verbinden, um andere Dinge zu erledigen, wie z Wunden flicken oder einfache Operationen durchführen“, sagte Miyashita.

Der zweite Einsatzbereich flexibler Roboter wie Primer liegt im Automobilbau.

„Eine weitere Möglichkeit in der Zukunft wäre, diesen Ansatz auch für Autos zu nutzen“, sagte Miyashita. „Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie hätten eine kleinere Robotereinheit, die Ihr Stadtauto sein könnte, die in enge Parklücken passt, und fügen dann ein Exoskelett hinzu, das genug Platz für ein paar Fahrräder bietet! Es ist spannend, sich vorzustellen, dass ein Roboter als „Schweizer Taschenmesser“ dienen könnte, das je nach Zubehör für eine Reihe von Aufgaben eingesetzt werden könnte.“

Laut Miyashita hat das Team keine unmittelbaren Pläne für eine Kommerzialisierung, er hofft jedoch, dass andere Forscher die Philosophie von Primer nutzen, um effizientere Roboter herzustellen.

Das Forschungsteam umfasst auch Postdoktorand Shuguang Li und Doktorand Steven Guitron.