Создаются перепрограммируемые материалы, которые избирательно самособираются

04:39, Октябрь 27, 2022 В то время как автоматизированное производство сегодня распространено повсеместно, когда-то оно было зарождающейся областью, созданной такими изобретателями, как Оливер Эванс, которому приписывают создание первого полностью автоматизированного промышленного процесса на мельнице, которую он построил и постепенно автоматизировал в конце 1700-х годов. Процессы создания автоматизированных структур или машин по-прежнему осуществляются сверху вниз, требуя, чтобы люди, фабрики или роботы выполняли сборку и изготовление. Однако способ, которым природа осуществляет сборку, повсеместно восходит; животные и растения самособираются на клеточном уровне, полагаясь на белки, которые самостоятельно складываются в целевую геометрию, кодирующую все различные функции, которые заставляют нас работать. Таким образом, для более вдохновленного биотехнологиями восходящего подхода к сборке материалы, созданные человеком, должны работать лучше сами по себе. Однако сделать их масштабируемыми, избирательными и перепрограммируемыми таким образом, чтобы они могли имитировать универсальность природы, означает появление некоторых проблем. Теперь исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) попытались преодолеть эти проблемы роста с помощью нового метода: они представили магнитно-перепрограммируемые материалы, которыми они покрывают различные части, подобно роботизированным кубам, чтобы позволить им собираться самостоятельно. Ключом к их процессу является способ сделать эти магнитные программы очень избирательными в отношении того, с чем они связаны, обеспечивая надежную самосборку в определенные формы и выбранные конфигурации. Покрытие из мягкого магнитного материала, которое использовали исследователи, полученное из недорогих магнитов холодильника, наделяет каждый из кубов, которые они построили, магнитной подписью на каждой из его граней. Подписи гарантируют, что каждая грань выборочно привлекательна только для одной другой грани из всех остальных кубов, как при перемещении, так и при вращении. Все кубики, которые стоят около 23 центов, могут быть запрограммированы магнитом с очень высоким разрешением. Как только их бросят в резервуар с водой (они использовали восемь кубиков для демонстрации), совершенно случайно — вы можете даже просто встряхнуть их в коробке — они столкнутся друг с другом. Если они встретят не того партнера, они уйдут, но если найдут подходящего, то привяжутся. Аналогия может состоять в том, чтобы подумать о наборе деталей мебели, из которых вам нужно собрать стул. Традиционно вам потребуется набор инструкций, чтобы вручную собрать детали в кресло (подход «сверху-вниз»), но, используя метод исследователей, эти же части, когда-то запрограммированные с помощью магнита, будут самостоятельно собираться в кресло, используя всего лишь случайное возмущение, заставляющее их сталкиваться. Однако без подписей, которые они генерируют, ножки стула будут собираться не в том месте. «Эта работа — шаг вперед с точки зрения разрешения, стоимости и эффективности, с которой мы можем самостоятельно собирать определенные структуры», — говорит Мартин Ниссер, доктор философии. студент факультета электротехники и информатики Массачусетского технологического института (EECS), филиал CSAIL и ведущий автор новой статьи о системе. «Предыдущая работа по самостоятельной сборке обычно требовала, чтобы отдельные части были геометрически непохожими, точно так же, как кусочки головоломки, что требовало индивидуального изготовления всех частей. Однако, используя магнитные программы, мы можем массово производить однородные детали и программировать их для получения определенных деталей. целевые структуры и, что важно, перепрограммировать их, чтобы впоследствии они приобретали новые формы без необходимости заново изготавливать детали». С помощью магнитного графопостроителя команды можно вставить куб обратно в плоттер и перепрограммировать его. Каждый раз, когда плоттер касается материала, он создает магнитный пиксель, ориентированный либо на «север», либо на «юг» на мягком магнитном покрытии куба, позволяя при необходимости перепрофилировать кубы для сборки новых форм-мишеней. Перед построением алгоритм поиска проверяет каждую сигнатуру на взаимную совместимость со всеми ранее запрограммированными сигнатурами, чтобы убедиться, что они достаточно избирательны для успешной самосборки. При самостоятельной сборке вы можете пойти пассивным или активным путем. При активной сборке роботизированные детали модулируют свое поведение в режиме онлайн, чтобы обнаруживать, размещать и связывать своих соседей, и каждый модуль должен быть оснащен аппаратным обеспечением для вычислений, считывания и срабатывания, необходимых для самосборки. Более того, в контуре необходим человек или компьютер, чтобы активно управлять исполнительными механизмами, встроенными в каждую деталь, чтобы заставить ее двигаться. В то время как активная сборка была успешной в реконфигурации различных роботизированных систем, стоимость и сложность электроники и приводов были серьезным препятствием для увеличения количества самосборного оборудования и уменьшения его размера. С пассивными методами, такими как у этих исследователей, нет необходимости во встроенном срабатывании и контроле. После того, как они запрограммированы и освобождены от случайного возмущения, которое дает им энергию для столкновения друг с другом, они сами меняют форму, без какого-либо направляющего интеллекта. Если вам нужна конструкция, состоящая из сотен или тысяч деталей, например, лестница или мост, вам не захочется производить миллион уникальных деталей или переделывать их, когда вам понадобится собрать вторую конструкцию. . Уловка, которую команда использовала для достижения этой цели, заключается в математическом описании магнитных сигнатур, которое описывает каждую сигнатуру как двумерную матрицу пикселей. Эти матрицы гарантируют, что любые магнитно-запрограммированные части, которые не должны соединяться, будут взаимодействовать, создавая такое же количество пикселей притяжения, как и отталкивания, позволяя им оставаться независимыми от всех несопрягающихся частей как при перемещении, так и при вращении. Хотя в настоящее время система достаточно хороша для самостоятельной сборки с использованием нескольких кубиков, команда хочет продолжить разработку математических описаний сигнатур. В частности, они хотят использовать эвристику проектирования, которая позволила бы собирать очень большое количество кубов, избегая при этом дорогостоящих алгоритмов поиска. «Процессы самосборки вездесущи в природе, что приводит к невероятно сложной и прекрасной жизни, которую мы видим повсюду вокруг нас», — говорит Ход Липсон, профессор инноваций Джеймса и Салли Скапа в Колумбийском университете, который не принимал участия в работе. «Но основы самосборки озадачили инженеров: как два белка, которым суждено соединиться, находят друг друга в супе из миллиардов других белков? Не имея ответа, мы до сих пор могли самостоятельно собирать только относительно простые структуры, а для остальных прибегнуть к производству сверху вниз. Эта статья во многом отвечает на этот вопрос, предлагая новый способ, с помощью которого самособирающиеся строительные блоки могут найти друг друга. Надеюсь, это позволит нам начать восхождение по лестнице самособирающаяся сложность»....

Читать полный текст на android-robot.com

Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Hardware

Качественная детская одежда: Как выбрать лучшие материалы и бренды Выбор высококачественной детской одежды - это нечто большее, чем просто подбор стильных и симпатичных нарядов. Обеспечение того, чтобы одежда была изготовлена из лучших материалов и от известных брендов, имеет решающее значение для долговечности, комфорта и безопасности. Вот как выбрать вы …

Аналитические Статьи 19:29, Август 2, 2024 | c-n-n.ru

Новинки кино, которые уже есть в качестве В свежей подборке вы найдете необычную интерпретацию «Золушки» в жанре комедийного боди-хоррора, экранизацию культовой игры Minecraft с Джеком Блеком и Джейсоном Мамоа, а также прочувствуете всю боль Киану Ривза в роли Джона Уика. Содержание • Гадкая сестра • Minecraft в кино • Пальма 2 • …

Наука и Технологии 05:00, Май 15, 2025 | iguides.ru

10 товаров с АлиЭкспресс, которые не стыдно купить себе Что можно купить на АлиЭкспресс? Да что угодно. Китайский маркетплейс предлагает широкий выбор товаров на любой вкус по не самым высоким ценам. Другой вопрос — что вы получите на руки по факту. Ведь, как ни крути, но Made in China для многих это по-прежнему худший антибренд, указываю …

Наука и Технологии 15:29, Октябрь 26, 2022 | appleinsider.ru

10 фильмов, которые стоит посмотреть в День Победы К 80-й годовщине окончания Великой Отечественной войны мы собрали десять лент, среди которых есть как не тлеющая классика советского кино, так и высокооцененные фильмы последних лет. Содержание • Брестская крепость • Иди и смотри • Звезда • Живые и мертвые • Я — русский солдат • Завтра был …

Наука и Технологии 10:00, Май 9, 2025 | iguides.ru

Цветы, Которые Говорят: Магия Доставки Букетов Цветы — это больше, чем просто подарок, это способ выразить чувства, поднять настроение или создать незабываемый момент. В современном мире доставка цветов стала настоящей находкой для тех, кто ценит время и эмоции. Благодаря сервисам, таким как база цветов, можно легко организовать сюрпри …

Аналитические Статьи 16:20, Апрель 17, 2025 | c-n-n.ru

Новинки кино, которые уже есть в хорошем качестве В свежей подборке вы найдете хоррор с Джоном Малковичем от студии A24, шпионский дуэт Майкла Фасбендера и Кейт Бланшет, а также нашумевшую роль Роберта Паттинсона от режиссера фильмов «Паразиты» и «Сквозь снег». Обитель смерти / The Rule of Jenny Pen • Жанр: детектив, триллер • Рейтинг IMD …

Наука и Технологии 22:10, Апрель 4, 2025 | iguides.ru

Все новинки Apple, которые ожидаются летом 2025 года В первом квартале текущего года Apple отлично поработала и представила нам немало новинок — спорный, но доступный iPhone 16e, Macbook Air M4 в свежем голубом цвете и так далее. Прошли времена, когда все новые девайсы мы получали осенью — теперь релизы растягиваются на весь год. А значит ле …

Наука и Технологии 13:00, Март 8, 2025 | iguides.ru

10 новинок Apple, которые выйдут в 2025 году. Подождите с покупкой На дворе апрель, Apple уже представила несколько новинок в этом году, но самое интересное в мире гаджетов еще впереди. В июне будет WWDC, которая иногда сопровождается и хардверными релизами, потом сентябрь с ежегодным amazing среди айфонов, а ближе к зиме — дополнительные релизы. Вот все …

Наука и Технологии 11:00, Апрель 14, 2025 | iguides.ru

Брянский губернатор навестил бойцов, которые несут службу в приграничье Губернатор Александр Богомаз посетил расположение подразделений, которые несут службу в приграничных районах Брянской области.«Наши бойцы достойно защищают Брянскую область и страну от украинских террористов, ежедневно отражая их атаки», - отметил глава региона.Охранять брянское приграничь …

Новости 07:00, Апрель 25, 2025 | bryansk.aif.ru

Разрабатываются алгоритмы, которые делают мобильную навигацию более эффективной Роботы-доставщики, производимые такими компаниями, как Starship Technologies и Kiwibot, автономно передвигаются по городским улицам и кварталам. Под капотом этих роботов, как и большинства мобильных роботов, используемых сегодня, используются различные датчики и программные алгоритмы для н …

Интернет и Игры 17:00, Май 6, 2025 | android-robot.com

Доказано: женщины, которые придерживаются здорового питания, живут дольше По данным крупнейшего анализа долгосрочных данных о питании женщин, опубликованного в журнале The Journal of Nutrition, австралийские женщины, которые в основном питаются в соответствии с национальными рекомендациями по питанию или придерживаются средиземноморской диеты, на 70% чаще дожива …

Наука и Технологии 23:37, Апрель 8, 2025 | ferra.ru

Лучшие смартфоны 2022 года, которые стоят своих денег Находитесь в поиске смартфона и хотите, чтобы выбранный аппарат служил вам верой и правдой и отработал каждую копейку, которую вы за него заплатили? Тогда вы попали по адресу. В нашей новой подборке мы собрали семь лучших смартфонов 2022 года, которые стоят своих денег. Samsung Galaxy M52 …

Наука и Технологии 14:10, Октябрь 26, 2022 | fan-android.com

Названы новые машины, которые больше всего подешевели в России Автомобиль «Москвич 3» продемонстрировал самое значительное снижение цены в I квартале 2025 года. По данным «Авито.Авто», машина в годовом выражении подешевела на 18,4% — до 1,8 млн рублей.В тройку наиболее подешевевших на российском рынке автомобилей также вошли китайский Chery Tiggo 4 Pr …

Деньги, Forex 21:20, Апрель 7, 2025 | banki.ru

Слишком много сливок и другие ошибки, которые делают кофе вредным для здоровья Органический чёрный кофе — это самый полезный кофейный напиток. Правда, далеко не всем нравится его вкус. И вот что этот кофе может испортить. Добавление сливок. Всего две столовые ложки сливок со вкусом ванили — это дополнительные 60 ккал, 2 г жира, 10 г сахара в напитке. Полезнее будет, …

Наука и Технологии 22:32, Апрель 4, 2025 | ferra.ru

Инвестиции в финтех-рынок: факторы, которые следует учесть при оценке их влияния на портфель инвестора В последние годы сектор финтех-рынка стал одним из самых динамично развивающихся и перспективных секторов в мировой экономике, привлекая все больше инвестиций. Финтех-компании предлагают инновационные решения в области финансовых технологий, изменяя традиционные способы работы и предоставл …

Экономика 23:31, Апрель 5, 2025 | versiya.info

Активный отдых и другие вещи, которые помогут почувствовать себя лучше при боли после тренировки Боль в мышцах после тренировки - это, вероятнее всего, отсроченная мышечная болезненность (DOMS). К счастью, такая боль временна, длится всего несколько дней и указывает на то, что ваши мышцы восстанавливаются. Вот какие методы помогут её облегчить. День активного отдыха. Келли Джонс, спор …

Наука и Технологии 08:00, Апрель 30, 2025 | ferra.ru

Елена Викторовна Ивочкина, пенсионер, депутат Супоневского сельского Совета: «Горжусь мужчинами, которые служат по контракту» — Наша героическая страна веками собирала земли, объединяя народы общим делом, оберегая и развивая национальные традиции и культуру. Мы научились мирно жить, работать, отдыхать, осваивать и развивать бескрайние территории нашей страны. В лихую минуту весь наш народ вставал на защиту …

Новости 11:00, Апрель 28, 2025 | desnyanskaya-pravda.ru

Настоящая бурда в красивой банке: Росконтроль назвал марки кофе, которые не стоит покупать даже по большой скидке Настоящая бурда в красивой банке: Росконтроль назвал марки кофе, которые не стоит покупать даже по большой скидкеРосконтроль обнародовал шокирующие данные проверки растворимого кофе: некоторые популярные марки оказались бесполезной смесью, не имеющей отношения к настоящему напитку. Эксперт …

Новости 22:59, Апрель 7, 2025 | progorod58.ru

"Если у вас заштопаны колготки, которые не видно под длинной юбкой, к благосостоянию вы не готовы". Надежда Стрелец рассказала, как привлечь "денежную энергию" Надежда Стрелец рассказала в своём телеграм-канале, как привлечь "денежную энергию". По мнению 44-летней журналистки, ключ к финансовому благополучию кроется в правильном мышлении и благотворительности. "Даже нуждаясь в деньгах, можно начать вести себя так, чтобы вибрации притянули деньги …

Звёзды 07:00, Апрель 4, 2025 | spletnik.ru

Разин о 3:1 с «Авангардом»: «Поняли, что выйдет Верба, и я хотел выпустить ребят, которые могли дать отпор. Джонсону сказал, что драться не надо, но он же канадец» Магнитогорский клуб одержал победу со счетом 3:1 в 5-м матче первого раунда Кубка Гагарина и сократил отставание в серии – 2-3. – Хорошее начало, было очень много моментов. Впервые в серии повели в две шайбы, что и предрешило исход матча. Порадовал третий период, 16 заблокированных бросков …

Хоккей 21:03, Апрель 3, 2025 | sports.ru

Жизнь в Лондоне и знакомство с принцем Гарри: что известно о детях миллиардера Леонида Федуна, которые вошли в рейтинг самых богатых людей мира Стало известно, как живут старшие дети миллиардера Леонида Федуна, которые шесть лет назад получили от отца акции "Лукойла" и теперь со своим состоянием вошли в мировой рейтинг богатейших людей планеты Forbes. По данным телеграм-канала "Миллиарды", 40-летний Антон и 36-летняя Екатерина пло …

Звёзды 23:52, Апрель 2, 2025 | spletnik.ru