Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Calgary in Kanada hab den 3D-Druck genutzt, um besonders preiswerte ElectroVoxel herzustellen. Diese sich selbst konfigurierenden Roboterblöcke können sich von alleine zu nahezu allen möglichen Formen zusammensetzen. Der Herstellungspreis pro Stück beträgt gerade einmal knapp über 50 Cent.

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Forscher des Computer Science & Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Calgary haben laut einer Pressemitteilung des MIT mit 3D-Druck sich selbst verändernde Roboterwürfel entwickelt, die als ElectroVoxels bezeichnet werden. ElectroVoxels sind sich selbst konfigurierende Roboterblöcke, die sich selbst zu allen möglichen Formen zusammensetzen können. Sie verfügen über eingebettete Elektromagnete als Betätigungsmechanismus und können sich mit Leichtigkeit und Skalierbarkeit abstoßen, anziehen und umdrehen, wie ein Bienenstock aus intelligenten Legosteinen.

Details zu den ElectroVoxels

Die Forscher des MIT konnten ihre ElectroVoxels auf einem Parabelflug drehen und ihre Funktionalität unter Mikrogravitationsbedingungen testen. Sie gehen davon aus, dass ihre Arbeit sich auf Anwendungen im Weltraum auswirken könnte, wie zum Beispiel mit sich dynamisch verändernden Raumfahrzeugen oder Lagercontainern, die ihre Größe auf Basis ihrer Nutzlast verändern.

ElectroVoxels im Detail
Ein Forscherteam des MIT und der University of Calgary entwickelten 3D-gedruckte ElectroVoxel (im Bild: ElectroVoxel im Detail)(Bild © MIT).

Martin Nisser, Hauptautor der Studie, sagte:

„Beim Bau einer großen, komplexen Struktur möchten Sie nicht durch die Verfügbarkeit und das Fachwissen der Personen, die sie zusammenbauen, die Größe Ihres Transportfahrzeugs oder die widrigen Umgebungsbedingungen eingeschränkt werden. Während diese Axiome auf der Erde gelten, verschärfen sie sich stark für den Bau von Dingen im Weltraum. Wenn Sie Strukturen haben könnten, die sich aus einfachen, homogenen Modulen selbst zusammensetzen, könnten Sie viele dieser Probleme beseitigen.“

Das einfach und modular gestaltete ElectroVoxel hat eine Seitenlänge von 60 mm, wobei Elektromagnete jede Würfelkante auskleiden. Die Magnete bestehen aus einem Ferritkern, der mit Kupferdraht umwickelt ist. In jedem ElectroVoxel ist eine winzige Leiterplatte, die einen Strom durch die Elektromagnete senden kann.

Die einzelnen Komponenten werden mit kostengünstigen Gerüsten und Eckverbindern aus einem 3D-Drucker zusammengefügt. Die Montage kostet nur 0,60 $ (0,54 €) pro Würfel. Im Gegensatz zu herkömmlichen Scharniermechanismen sind die ElectroVoxels vollständig drahtlos.

Verschiedene ElectroVoxel
Das MIT konnte die ElectroVoxel (im Bild) bereits in einem Parabelflug testen (Bild © MIT).

Software zur Steuerung der ElectroVoxel

Die Forscher entwickelten eine Software, die als Benutzerschnittstelle fungiert, um die Roboter zu steuern. Benutzer können die Roboterkonfigurationen visualisieren und elektromagnetische Operationen berechnen, die zu ihrer Erreichung erforderlich sind. Benutzer können bis zu 1000 Würfel mit vordefinierten Skripten steuern. Die Software kann die ElectroVoxels anweisen, praktisch jede Form anzunehmen.

Nisser sagt:

„Wir hoffen, dass diese Rekonfigurierbarkeitsmethode die Erweiterung und den Austausch von Weltraumstrukturen über mehrere Starts hinweg ermöglicht, temporäre Strukturen schaffen könnte, um die Inspektion von Raumfahrzeugen und die Unterstützung von Astronauten zu unterstützen, oder dass zukünftige Iterationen dieser Würfel als eine Form der selbst sortierenden Lagerbehälter fungieren könnten.“

Das MIT-Team muss noch einige detaillierte Modellierungen durchführen, um die ElectroVoxels für Mikrogravitationsbedingungen zu optimieren.

Nisser schlussfolgert:

„Während die potenziellen Vorteile im Weltraum also besonders groß sind, ist das Paradoxe, dass die günstige Dynamik, die die Mikrogravitation bietet, dazu führt, dass einige dieser Probleme tatsächlich auch einfacher zu lösen sind – im Weltraum können sogar kleine Kräfte Großes bewegen. Indem wir diese Technologie anwenden, um reale kurzfristige Probleme im Weltraum zu lösen, können wir die Technologie hoffentlich auch für den zukünftigen Einsatz auf der Erde inkubieren.“

Nisser mit ElectroVoxeln im Parabelflug
Nisser testet ElectroVoxel im Parabelflug (Bild © Steve Boxall/ZeroG).

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