Hoe de mini-robotfabrieken van de toekomst er uit zullen zien

Duizenden kleine mier-achtige robots kunnen binnenkort levensgrote producten maken. Ze zien er misschien uit als een massa Hot Wheels-auto's die over een circuit heen racen, maar het zijn arbeiders 's werelds kleinste micro-fabriek. Dit is de toekomst van produceren volgens de onderzoeker sin robotia van SRI International.

SRI heeft een systeem ontworpen dat micro-robots gebruikt om een lading te dragen, zoals componenten, om producten mee te fabriceren. Deze kunnen uiteenlopen van vliegonderdelen voor de ruimte tot menselijk weefsel. Een elektrische lading die door het bord heen gaat geleid het magnetische chassis van de kleine robots op hoge snelheden. De robots gaan 35 centimeter per seconde, ze kunnen geprogrammeerd worden om synchroon te fuctioneren en lijken dan net insecten die proberen synchroon te zwemmen met teveel koffie op.

"Micro-fabrieken kunnen in veel opstellingen gemaakt worden en het is belangrijk om je te realiseren dat de kerntechnologie automatisering is," zei Ron Pelrine, hoofdwetenschapper van SRI. Hij en zijn team hebben een duidelijke visie over het uiterlijk van de micro-fabriek en het lijkt niet op enige methode van productie waar we reeds bekend mee zijn.

De fabrieksvloer is om te beginnen een printed circuit board (PCB) oftewel een printplaat. Flexibele circuiten die van het hoofdbord naar andere delen leiden vormen een soort van spoor voor duizenden micro-robotische arbeiders. "De hoofdprintplaat zou de handelingen binnen de micro-fabriek organiseren terwijl de flexibele circuits zouden voorzien in verbindingen naar andere apparaten. Ongeveer net zoals dat je kabels hebt die uit een centrale computer komen die een verbinding maakt met printers, mobiele telefoons en andere computers," zei Pelrine.

"Er is geen limiet aan de grootte van een object dat de micro-robots kunnen bouwen," volgens Pelrine. Het bouwen van een gigantisch object kan voltooid worden door het stapelen van printplaten zodat de structuur in lagen opgebouwd zou worden. Uitendelijk zullen micro-fabrieken in staat zijn om ieder uur een product te maken met een gewicht tot een ton.

De technologie is nog nieuw zeg Pelrine, en het bereiken van die vorm van productiviteit vereist veel meer robots dan de onderzoekers tot nu toe aan het werk hebben gezet. "In de volgende stappen van deze technologie zullen we grote hoeveelheden robots gebruiken voor bouw processen. We hebben reeds bewezen dat de robots in grote aantallen kunnen werken (meer dan duizend stuks die tegelijkertijd functioneerden)," legde Pelrine uit. "Op dat punt zullen we zien dat grote objecten gebouwd zullen worden."

Naast het bouwen van grote objecten kunnen micro-robots kleine structuren maken zoals menselijk weefsel. Onderzoekers kijken al naar de mogelijkheden om dit te doen met 3D printers, maar printers zijn onsecuur en slecht geschikt voor de subteliteiten die inherent zijn aan het opbouwen van het menselijk lichaam. SRI's systeem zou een elegantere oplossing kunnen bieden.

"Een voordeel van de directe cel-voor-cel montage is dat de micro-robots voorzichtiger met de cellen kunnen zijn dan inkjets, en ze kunnen de cellen gericht plaatsen," zei Perline. Ze kunnen ook ingewikkelde stellingen bouwen die cellen van voedingsstoffen kunnen voorzien die ze nodig hebben om te blijven leven terwijl de rest van het weefsel wordt geconstrueerd.

Perline schat dat beta machines over twee tot vier jaar klaar zijn om in micro-fabrieken te werken. Veel robotwerkers die momenteel in ontwikkeling zijn, zoals Baxter van Rethink Robotics, zijn van menselijke grootte. Maar de toekomst van het produceren zou heel goed miniscuul kunnen zijn.