三维打印水泥结构的无人机群可以建造建筑

无人机能一点一点打印由泡沫和水泥制成的结构。该技术可以改变未来的建筑工地和灾后重建

新科学家By Jeremy Hsu

21 September 2022

TECHNOLOGY 

一起工作的无人机能创造由泡沫或水泥制成的大型3d打印的结构。这些实验正在为一个其中无人机群可以帮助建造极端高或复杂的建筑和其他如桥梁一样结构无需支撑脚手架或大型建筑机器的未来铺平道路。

宾夕法尼亚大学的罗伯特·斯图尔特-史密斯说，“理论上讲，我们正在谈论能够建造某些无限尺寸的东西” 。这种创造只会被结构工程的约束和像无人机飞行物流一样的因素限制。

无人机群建筑从诸如黄蜂和白蚁等动物获得灵感。伦敦帝国理工学院的米尔科·科瓦茨说，“如果你要建造某些非常大的东西，典型的在自然界中发生的是许多动物一起工作” ，他领导这个项目。

科瓦茨和斯图尔特-史密斯与他们的同事一起证明了几架无人机怎样能够合作建造一个2米高的绝缘泡沫圆筒和一个0.18米高的特殊水泥圆筒。首先，两架建造者无人机中的一架绕一个圆圈飞行，同时喷射出一行快速硬化的泡沫或水泥，一次建造一层结构。

在每一层被打印后，第三架无人机使用一个深度传感相机来捕捉正在进行的工作的3D映射并允许合作的无人机团队根据需要调整施工步骤。

每架无人机能在重新装载建筑材料和有时获得一个新的电池之前运行高达10分钟。

额外的测试和模拟演示了多达15架无人机怎样可能协调飞行路径并一起工作来建造一个穹顶。无人机能做出它们自己的人工智能指导的关于飞到那里和如何放下建筑材料的决定，但仍需要人类监督。

这些3d打印无人机可以帮助偏远地区的灾后重建，甚至工作在危险的项目上比如修复切尔诺贝利核电站的混凝土石棺。

伦敦大学学院的维贾伊·帕瓦尔说，下一大步涉及将无人机建筑移到室外。这需要弄清楚一种有效的来给无人机充电并给它们装载新的建筑材料的方法，同时建立通信网络来安全地监督大量无人机。

佛罗里达大学的马苏德·盖萨里说，建筑业一直在使用无人机进行检查，但建造者无人机的概念有意义的，他没有参与这项研究。他说，“我认为这篇论文完美的表明这不再是科幻小说了。”

期刊参考: Nature, DOI: 10.1038/s41586-022-04988-4

https://www.newscientist.com/article/2339096-drone-swarm-that-3d-prints-cement-structures-could-construct-buildings/