Daniela Rus is een robotevangelist.

Ze daagde dinsdag een vol publiek in het Interdisciplinair Wetenschaps- en Techniekcomplex uit om zich een wereld voor te stellen waarin robots ons de vrijheid geven om creatiever te zijn door voor al onze fysieke taken te zorgen - van spelen met onze huisdieren tot het uitvoeren van operaties zonder incisie.

Als directeur van het Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory van het Massachusetts Institute of Technology, Rus hield de oratie in de Distinguished Speaker Series in Robots van Northeastern.

"Stel je een wereld voor waarin je naar huis wordt gereden door je autonome auto, "zei Rus. "Je auto is aangesloten op je koelkast, die vertelt welke ingrediënten je nodig hebt voor het avondeten. De auto is ook verbonden met de supermarkt, die wordt gerund door robots die je koffers vullen zodat ze klaar zijn als je naar boven rijdt. Vervolgens breng je het eten naar de robotkok en laat je graag je kinderen helpen in de keuken ook al maken ze er een zooitje van, want de rommel wordt opgevangen door de schoonmaakrobot."

"Ik weet dat dit klinkt als een futuristische tekenfilm, maar zo ver is het niet."

Hoewel ze toegeeft dat veel van de innovaties die ze besprak zich nog in de beginfase bevinden, ze boeide het publiek met oogverblindende demonstraties van de vroege iteraties van een verscheidenheid aan futuristische robottoepassingen.

Zelfassemblerende robots

Een manier om de ontwikkeling van robots te versnellen, is door robots te maken die zichzelf kunnen bouwen - en zichzelf kunnen herconfigureren in de vorm die het beste is om de taak uit te voeren.

Hoewel dit misschien vergezocht klinkt, Rus wees erop dat dit de manier is waarop de natuur al werkt, het herconfigureren van de bouwstenen van het leven in kikkers, vogels, en alligators. Wat als we een miniatuurrobotcel zouden kunnen maken die zichzelf zou kunnen assembleren tot een breed scala aan gereedschappen?

Dit is niet alleen mogelijk, het wordt al gedaan.

Rus toonde een video van robotcellen die aan het MIT zijn gemaakt en die zichzelf in verschillende vormen kunnen assembleren. Toegekend, deze kubussen van één centimeter zijn nog lang niet klein genoeg, maar ze bieden wel een proof of concept. Zonder menselijke controle over hen, deze blokjes ter grootte van een dobbelsteen rollen over de tafel en klimmen op elkaar, assembleren zichzelf in verschillende vooraf bepaalde patronen.

Rus voorspelde dat we binnenkort kleinere, meer geavanceerde cellen die zichzelf kunnen assembleren tot een slangachtige robot die door kleine plaatsen kan glijden, zet zichzelf dan weer in elkaar tot een slinky die trappen kan beklimmen.

Robotchirurgie

"Wat als ik je vertel dat we robots kunnen gebruiken om operaties uit te voeren zonder incisie, geen risico op infectie, en geen pijn?" vroeg Rus.

Ze demonstreerde het concept met een video van een eenvoudige maagoperatie die wordt uitgevoerd door een kleine robot in een kunstmatige maag.

De opdracht:elk jaar 3, 500 mensen slikken knoopbatterijen in, de kleine zilveren schijfjes die horloges aandrijven, gangmakers, en hoortoestellen. Deze batterijen komen vaak vast te zitten in de maag en, als ze niet snel door het systeem gaan, ze worden ingebed in de maagwand en moeten operatief worden verwijderd.

Om de operatie uit te voeren, een robot ter grootte van je pinknagel zit in een pil gemaakt van ijs. De pil wordt ingeslikt en smelt in de maag, het loslaten van de robot. De robot stuwt zichzelf dan door de maag, lokaliseert de batterij, en trekt het uit de maagwand. De patiënt slikt vervolgens een tweede pil met daarin een robot die medicijnen aflevert om de wond te helpen genezen.

Origami-robots

Een van de meest veelbelovende manieren om de kosten van robotfabricage te verlagen, is door origami-robots te ontwikkelen die op platte vellen worden afgedrukt en vervolgens ingewikkeld worden gevouwen tot robots die specifieke taken kunnen uitvoeren.

Omdat ze 3D-geprint zijn, deze robots zijn goedkoop te vervaardigen. De grootste kostenpost is de tijd die wordt besteed aan het handmatig vouwen van de complexe ontwerpen tot een werkende robot. Dus wat als deze origami-robots zichzelf zouden kunnen vouwen?

Opnieuw, het wordt al gedaan, volgens Rus.

In plaats van een origamisjabloon als één vel te vervaardigen, het is geproduceerd als een tweelaagse plaat met een laag gemaakt van een statische substantie zoals metaal en de andere gemaakt van een substantie die krimpt bij verhitting, zoals het kinderspeelgoed Shrinky Dinks. Om te bepalen waar de plooien zullen zijn, je laat dunne openingen in de metalen substantie waar je het tweelaagse vel wilt vouwen. De hoek van de vouw wordt bepaald door de breedte van de opening in het metaal.

Zodra het ontwerp is voltooid en het tweelaagse vel is afgedrukt, het enige wat u hoeft te doen is het laken op een verwarmd oppervlak te leggen en, voila, het vouwt zichzelf.

Veel ontwikkelingen aan de gang

Rus toonde robotmodellen van vliegende auto's, robots die zichzelf kunnen recyclen, en lichtgewicht robotspieren gemaakt van kleine airbags die opblazen en leeglopen om spiercontractie na te bootsen. Deze spieren in een vroeg stadium kunnen drie keer hun eigen gewicht optillen, en Rus zei dat wanneer ze met gewrichten aan een skelet zijn bevestigd, de mogelijkheden zullen eindeloos zijn.

Rus beschreef ook hoe ontwikkelaars robots veelzijdiger maken door exoskeletten te ontwikkelen die zijn ontworpen om specifieke taken uit te voeren. "De robots kunnen deze exoskeletten aan- en uittrekken, net zoals een mens een jas aantrekt, " zei Russ. Met één exoskelet kan de robot door een ruig landschap klimmen, terwijl andere voor fijnmotorische behendigheid kunnen zijn of om voorwerpen efficiënt te dragen.

Ze beschreef ook pogingen om robots te maken die kunnen leren van een mens die niets weet van computercodering. "Vandaag, je kunt autorijden zonder iets te weten over de werking van de motor, "zei ze. "En binnenkort, dan kun je net zo makkelijk een robot programmeren."

Ze beschreef hoe robots worden geprogrammeerd om te leren door te 'kijken' naar een mens die een complexe taak uitvoert. De mens draagt ​​een systeem van sensoren op zijn armen, handen, torso, en benen, en deze sensoren zijn verbonden met de robot. Terwijl de persoon de taak uitvoert, van zijn bewegingen worden doorgegeven aan de robot, die voorgeprogrammeerd is om te onthouden hoe de taken moeten worden uitgevoerd. Er is geen extra codering nodig.

"De mogelijkheden zijn eindeloos, " zei Rus. "En een wereld met veel robots is een wereld met veel plezier."