两个正在作业的原型拼装机器人，它们将一系列称为体素的小单元拼装成一个较大的结构

麻省理工学院博士生本杰明·杰内特（Benjamin Jenett）和原子中心的尼尔·格申费尔德教授（Neil Gershenfeld）在《电气电子工程师学会机器人与自动化快报》科学期刊上宣布陈述称，开宣布一种拼装机器人原型，它能够用很小的零件制成大型结构。这种小型机器人体系或许有一天会制作从飞机到太空定居点的高功能结构。

麻省理工学院博士生本杰明·杰内特

以飞机制作为例，现在的商用飞机一般是分节制作的，通常是在不同的方位制作–一个工厂的机翼，另一个工厂的机身部分，其他当地的尾翼部件–然后空运到大型货运飞机的中心工厂进行终究拼装。可是，假如终究的安装是仅有的安装，而整个飞机是由很多细微的相同零件组成，而且悉数由一群微型机器人组成的，那该怎么办呢？拼装机器人的原型版别能够处理这种难题，它能够拼装小型结构，甚至能够作为一个团队一同构建更大的组件。

图片序列显现了一个拼装机器人在作业，在一个正在施工的结构的另一侧上方和下方承载一个结构单元

休斯敦大学电气与计算机工程副教授亚伦·贝克尔（Aaron Becker）说：“这种机器人结合了一流的机械规划，令人拍案叫绝的演示，它的硬件包含超越100000个元素的仿真套件。其中心是一种咱们称为相对机器人的技能。”

从历史上看，机器人技能分为两大类：一类是由贵重的定制组件制成的，这些组件针对比方工厂拼装之类的特别运用进行了精心优化，而另一类则是由廉价，批量出产且功能低得多的模块制成。可是，麻省理工学院科学家开发的这种新机器人能够代替这两种机器人。它比第一种机器人要简略得多，而且要比后者要强大得多，而且它有或许彻底改变大型体系的出产，从飞机到桥梁再到整个建筑物。

尼尔·格申费尔德教授

格申费尔德教授表明，中心差异在于机器人设备与其所处理和操作的资料之间的联系。有了这些新式的机器人，无法将机器人与结构分隔，它们能够作为一个别系协同作业。” 比方，虽然大多数移动机器人都需求高度准确的导航体系来盯梢其方位，可是新的拼装机器人只需求盯梢它们相关于当时正在作业的称为子像素的小型子单元的方位。机器人每踏入下一个别素时，都会一向依据其当时站立的特定组件从头调整其方位感。

这样做的一个长处是，就像能够经过运用屏幕上的像素阵列来仿制最杂乱的图画相同，简直任何物理目标都能够作为较小的三维碎片或体素的阵列来重建，而这些三维碎片或体素能够自己制作简略的支柱和节点。

该团队证明，能够安置这些简略的组件来有效地分配负载。它们主要由敞开空间组成，因而结构的总重量最小。能够经过简略的拼装器将这些单元捡起并放置在相互相邻的方位，然后运用内置在每个别素中的闩锁体系将其固定在一同。

机器人自身就像一个小臂，中心有两个长节，两个长节铰接在一同，每个结尾都有用于夹持在体素结构上的设备。这些简略的设备像蠕虫相同四处移动，经过重复翻开和封闭其V形主体，从一个移到另一个，沿着一排体素行进。杰内特称其为小型机器人BILL-E（双足各向同形运动探测器）。

原型拼装机器人的作业动画

杰内特已构建了几种版别的拼装器作为概念验证规划，以及具有确定机制的相应体素规划，能够轻松地将每个拼装者与街坊别离或拼装。他运用这些原型演示了将块拼装为线性，二维和三维结构的进程。他说：“咱们没有把精度放在机器人上，精度来自结构，因为它逐步成形。这不同于一切其它机器人。它只需求知道下一步在哪里。”

格申费尔德教授说，在拼装零件时，每个微型机器人都能够算出其在结构上的台阶数。他说，除了导航之外，这还使机器人能够在每个进程中纠正过错，然后消除了传统机器人体系的大部分杂乱性。他说：“它缺少了大多数常用的操控体系，可是只需不遗失任何进程，它就知道它在哪里。”关于实践的安装运用，因为这些组件的很多出现，它们能够一同作业以加速进程。 科学家还开发的操控软件，能够使机器人和谐作业并防止相互搅扰。

这种运用简略的机器人体系、由相同子单元拼装大型结构的办法，就像小孩子从乐高积木中拼装大型城堡相同，现已引起了一些潜在用户的爱好，包含美国宇航局，空中客车公司资助了这项研讨。

这种拼装机器人的一个长处能够经过与初始拼装相同的机器人工艺轻松地进行修补。损坏的部分能够从结构上拆开下来，并用新的部分替换，然后发生与原始结构相同巩固的结构。格申费尔德教授说：“拆建与制作平等重要。”跟着时刻的消逝，这一规划还可用于对体系进行修正或改善。关于空间站或月球栖息地，这些机器人将寓居在结构上，不断对其进行保护和修补。

格申费尔德教授以为，终究，这种体系能够用来制作整个建筑物，特别是在太空，月球或火星等困难环境中。它能够消除从地上一向运送大型预拼装结构的需求。取而代之的是，能够发送大批细小的子单元，或运用能够在终究目的地，运用当地资料将这些子单元制作出来的体系。

德国不伦瑞克工业大学操作体系和计算机网络研讨所所长桑德尔·费克特（Sandor Fekete）说：“比方此类的超轻数字资料为构建高效，杂乱的体系供给了令人惊叹的办法。大型结构在航空航天运用中至关重要。”

但费克特以为，拼装这样的体系是一个应战，他方案参加麻省理工学院的研讨团队，以进一步开发操控体系。

费克特说：“这是运用小型和简略的机器人有望带来下一个打破的当地：机器人不会感到疲惫或无聊，而运用许多微型机器人似乎是完结这一要害使命的仅有办法。杰内特的团队所做的这项极端原始而奇妙的作业，使人们朝着动态调理飞机机翼，制作巨大的太阳帆甚至可重构太空栖息地迈出了一大步。”

格申费尔德教授表明：“在此进程中，咱们觉得自己正在探究混合资料机器人体系的新领域。”