MIT、完成後すぐに動き出すドローンをワンストップで自動製造するシステムを開発

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Photo courtesy of the researchers.

マサチューセッツ工科大学コンピュータ科学・人工知能研究所(MIT CSAIL)は、2021年2月8日、実際に機能するカスタムメイドのデバイスやロボットを、人の手が介入することなくワンストップで製造できる新しいシステム「LaserFactory」を開発したと発表した。LaserFactoryに関する論文は、2021年5月にオンラインで開催される国際会議「ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems」で発表される予定だ。

現在、3Dプリンターを使って、製品モデル、ジュエリー、ノベルティ玩具などさまざまな物を作り出すことができるようになっている。しかし、3Dプリンターで作製後すぐ使えるような、複雑なデバイスを製造する能力はこれまではなかった。

そこで、研究チームは、実際に機能するデバイスを作製するための全プロセスを自動化したワンストップ型システムを開発した。LaserFactoryは、レーザーカッターや3Dプリンターなど広く利用されている製造プラットフォームの機能を統合しており、この単一システムだけで、ユーザーはデバイスの構造設計から配線パターン印刷、センサーやアクチュエーターなどの電子部品の組み立てまで行うことができる。

LaserFactoryでは、ユーザーがカスタムデバイスを設計するソフトウェアツールキットとデバイスの組み立て製造を担うハードウェアプラットフォームの2つが調和して機能する。

例えば、ドローンを作製する場合、まず、ソフトウェアでパーツライブラリから電子部品を配置して設計。次に、電子部品間を電気が流れるようにするPCB上の配線パターンを描く。その後、2Dエディターでドローンの形状を決定する。具体的にいうと、ソフトウェアのキャンバス上でプロペラとバッテリーを配置して、プロペラとバッテリー間の電気系統配線を描き、平面図上で輪郭を描いてクワッドコプターの形状を定義する。

コマンドは全てLaserFactoryの単一製造ファイルに組み込まれており、デバイスを一気に作製できる。市販のレーザーカッターのヘッドに取り付けるLaserFactoryのアドオンパーツにはさまざまな機能が統合されており、レーザーカッター内で自動的に材料をカットした後に、銀ペーストを吐出して配線パターン印刷をし、部品を配置。その後、銀をレーザーはんだ付けして部品を所定の位置に固定し、製造を完了する。

完成したデバイスは完全に機能する状態のため、ドローンの場合はすぐに離陸してタスクを開始できる。この特長は、理論上は、配達や捜索救助活動などさまざまな業務に活用できる。

研究メンバーによれば、このような「ワンストップショップ」は、ウェアラブル、ロボット、プリンテッドエレクトロニクスなどのプロトタイプを迅速に作りたい製品開発者やメーカー、研究者、教育者にとって有益である可能性があるという。研究チームは、将来的に、回路パターンの品質と解像度を向上させて、より高密度でより複雑な電子機器を実現可能にしたいと考えている。

関連リンク

Fabricating fully functional drones
LaserFactory: An Electromechanical Assembly and Fabrication Platform Integrated with a Laser Cutter to make Functional Devices and Robots.

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