Un gruppo del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT ha sviluppato un sistema autonomo che stampa dispositivi e robot funzionali e personalizzati. Questo singolo sistema, noto come LaserFactory utilizza una ricetta a tre ingredienti che consente agli utenti di creare geometrie strutturali, stampare tracce e assemblare componenti elettronici come sensori e attuatori.
Due parti lavorano in armonia per rendere possibile la fabbrica: un toolkit software che consente agli utenti di progettare dispositivi personalizzati e una piattaforma hardware che fabbrica i dispositivi.
Il dottorando di ricerca CSAIL Martin Nisser afferma che questo tipo di “sportello unico” potrebbe essere utile per sviluppatori di prodotti, produttori, ricercatori ed educatori che desiderano prototipare rapidamente cose come dispositivi indossabili, robot ed elettronica stampata.
“Rendere la fabbricazione poco costosa, veloce e accessibile a un profano rimane una sfida”, afferma Nisser, autore principale di un documento su LaserFactory che apparirà alla Conferenza ACM sui fattori umani nei sistemi informatici a maggio. “Sfruttando piattaforme di produzione ampiamente disponibili come stampanti 3D e taglierine laser, LaserFactory è il primo sistema che integra queste capacità e automatizza l’intera pipeline per la realizzazione di dispositivi funzionali in un unico sistema”.
All’interno di LaserFactory
Supponiamo che un utente aspiri a creare il proprio drone. Prima progettavano il loro dispositivo posizionando i componenti su di esso da una libreria di parti, quindi disegnavano sulle tracce del circuito, che sono le linee di rame o alluminio su un circuito stampato che consentono all’elettricità di fluire tra i componenti elettronici. Quindi avrebbero finalizzato la geometria del drone nell’editor 2D. In questo caso, userebbero eliche e batterie sulla tela, le collegherebbero per effettuare i collegamenti elettrici e disegnerebbero il perimetro per definire la forma del quadricottero.
L’utente può quindi visualizzare in anteprima il progetto prima che il software traduca il progetto personalizzato in istruzioni della macchina. I comandi sono incorporati in un unico file di fabbricazione per LaserFactory per realizzare il dispositivo in una volta, aiutato dal software di taglio laser standard. Sul lato hardware, un componente aggiuntivo che stampa le tracce del circuito e assembla i componenti è agganciato alla taglierina laser.
Simile a uno chef, LaserFactory taglia automaticamente la geometria, distribuisce l’argento per le tracce del circuito, seleziona e posiziona i componenti e infine cura l’argento per rendere conduttive le tracce, fissando i componenti in posizione per completare la fabbricazione.
Il dispositivo è quindi completamente funzionante e, nel caso del drone, può decollare immediatamente per iniziare un’attività, una funzionalità che in teoria potrebbe essere utilizzata per diversi lavori come la consegna o le operazioni di ricerca e soccorso.
Come strada futura, il team spera di aumentare la qualità e la risoluzione delle tracce del circuito, il che consentirebbe un’elettronica più densa e complessa.
Oltre a mettere a punto il sistema attuale, i ricercatori sperano di basarsi su questa tecnologia esplorando come creare una gamma più completa di geometrie 3D, potenzialmente integrando la stampa 3D tradizionale nel processo.
“Oltre all’ingegneria, stiamo anche pensando a come questo tipo di sportello unico per i dispositivi di fabbricazione potrebbe essere integrato in modo ottimale nelle attuali catene di approvvigionamento per la produzione e quali sfide potremmo dover risolvere per consentire che ciò accada”, afferma Nisser. “In futuro, non ci si dovrebbe aspettare che le persone abbiano una laurea in ingegneria per costruire robot, non più di quanto dovrebbero avere una laurea in informatica per installare software”.
Questa ricerca si basa sul lavoro sostenuto dalla National Science Foundation. Il lavoro è stato anche sostenuto da una borsa di studio della Microsoft Research Faculty e dalla Royal Swedish Academy of Sciences.
