Опасно создавать вещи, которые кажутся неуклюжими, но роботы Массачусетского технологического института вас спасут

Aug 21, 2023

Помните времена, когда вся мебель изготавливалась на заказ? Да, я тоже. В наши дни все дело в доступности за счет массового производства. Я такой же поклонник модернистского скандинавского дизайна и дешевых фрикаделек, как и все остальные, но мебель массового производства по определению является компромиссом: это нормально для всех, а это значит, что это никогда не бывает именно тем, что вы хотите. Но изготовленная на заказ мебель, которая идеально подойдет вашему пространству и стилю, стоит дорого, поскольку для ее производства требуется значительное количество навыков и оборудования.

В Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, в которой предположительно работают исследователи, пытающиеся обставить мебелью свои слишком дорогие и маленькие квартиры в Кембридже, исследователи разработали систему под названием AutoSaw, которая (почти) решает всю проблему с мебелью. AutoSaw может помочь вам выбрать новую мебель, подогнать ее под нужную вам форму и размер, а затем с помощью команды роботов изготовить ее в точном соответствии с вашими требованиями.

Пользователи проектируют свою мебель, используя интерфейс (верхний ряд), который также отображает распределение напряжений на деталях (в центре) и их упругие деформации (внизу). Изображение: MIT CSAIL

AutoSaw состоит из четырех этапов. Первый предполагает создание шаблонов мебели с помощью специального дизайнерского приложения. Исследователи говорят, что этот шаг лучше оставить экспертам, которые на самом деле кое-что знают о столярном деле, поскольку он включает в себя разработку конструкций, которые можно изготовить и собрать с использованием доступных материалов и технологий.

Когда у вас есть шаблоны, вы можете немного с ними поиграться. AutoSaw включает в себя удобный интерфейс с ползунками для настройки таких параметров, как длина и расстояние между ножками, а также размер и форма верхней поверхности столов. Вы также можете повозиться с параметрами шаблонов стульев и навесов, а если вы очень амбициозны, даже уличной террасы. Когда проект будет таким, каким вы хотите, AutoSaw моделирует распределение напряжений и упругую деформацию, прежде чем все будет окончательно доработано.

Шаг третий: на помощь приходят роботы. С помощью электроинструментов. Теперь вам, как несчастному потребителю, нужно только отойти в сторону!

Вот как исследователи из лаборатории распределенной робототехники Массачусетского технологического института под руководством профессора Даниэлы Рус объясняют в готовящейся к выпуску статье, как работает AutoSaw:

Мы использовали две роботизированные системы для автоматизации процессов распиловки и лобзика. Процесс лобзика был автоматизирован с помощью ранее разработанного роботизированного лобзика. Этот робот-лобзик представляет собой модифицированную версию Roomba Create с установленной в центре лобзиком. Он использует систему позиционирования Vicon для оценки состояния, а также ранее разработанный MPC и алгоритм планирования для выполнения разрезов.

Для автоматизации процесса отрезной пилы требуется несколько роботов. Два робота Kuka Youbot поднимают пиломатериалы и кладут их на отрезную пилу. Каждый Youbot был оснащен специальными захватами жалоб. Захваты позволяют роботам захватывать материал и перемещать его в определенном направлении, перпендикулярном основной оси пиломатериала. Когда пиломатериал помещается в захват, сила, перпендикулярная пиломатериалу и параллельная захвату, может привести к смещению захвата. Отрезная пила автоматизируется путем подключения реле к линии 120 В, а к пиле прикрепляется линейный привод.

Результатом работы AutoSaw на этом этапе является куча деталей, над которыми еще нужно немного поработать, прежде чем их можно будет собрать. Система не включает в себя сверла, поэтому соединения «колышки и отверстия» выполнялись вручную, и исследователи надеются в конечном итоге автоматизировать их. Следует также упомянуть несколько других ограничений: робот-лобзик способен разрезать только пенопласт (хотя его модернизируют, чтобы он мог работать с фанерой), а youBots недостаточно сильны, чтобы поднимать куски пиломатериалов размером намного больше 1x2. или 1х3.

AutoSaw автоматически генерирует инструкции по сборке (включая пошаговые визуальные схемы) на основе того, как вы определили точки соединения в исходном шаблоне. Система не ругает вас во время процесса сборки, что делает его несколько нереалистичным, но в любом случае вы в любом случае можете положиться на друзей или семью.