يمكن في يوم من الأيام استخدام فرق من الطائرات بدون طيار المحمولة جوًا للطباعة ثلاثية الأبعاد لإكمال مشاريع البناء في البيئات الخطرة أو التي يصعب الوصول إليها - وذلك بفضل التقنيات الجديدة التي طورها الباحثون بقيادة ميركو كوفاتش في إمبريال كوليدج لندن. استلهم الفريق من الحيوانات الطائرة مثل النحل ، التي تتعاون لبناء هياكل معقدة.
تقود الطباعة ثلاثية الأبعاد تحولًا سريعًا في صناعة البناء والتشييد. يمكن أن يؤدي استخدام الروبوتات لبناء الهياكل طبقة تلو الأخرى إلى تحسين سلامة وإنتاجية مواقع البناء. يمكن أيضًا أن يجعل الهياكل الهندسية المعقدة أكثر جدوى للبناء ، مع تقليل تكاليف المواد وتعزيز الكفاءة.
في دراستهم ، نظر فريق Kovac في كيفية اتخاذ هذه التقنية خطوة إلى الأمام من خلال الجمع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وأحدث التطورات في تكنولوجيا الطائرات بدون طيار. الفكرة هي أن المركبات الطائرة غير المأهولة يمكن أن تحاكي سلوك البناة التعاونيين في الطبيعة: بما في ذلك مجموعات النحل أو الدبابير أو النمل الأبيض.
جمع المعلومات
من خلال جمع المعلومات باستمرار حول حالة مشروع البناء ، أثناء توصيل هذه البيانات بين بعضها البعض ، يمكن لهذه المخلوقات التكيف مع البيئات المتغيرة لبناء هياكل معقدة عبر مجموعة واسعة من مقاييس الحجم.
لتقليد بناة الحشرات في نظام تكنولوجي ، ابتكر Kovac وزملاؤه أربع تقنيات رئيسية لتوحيد مزايا البناة الطبيعيين مع المبادئ الهندسية. أولاً ، قاموا بإنشاء BuilDrones ، وهي طائرات بدون طيار يتم تكييفها لترسيب المواد بدقة 5 مم ؛ ثانيًا ، قاموا ببرمجة هذه الطائرات بدون طيار لاستخدام نظام لاسلكي لإخبار الطائرات بدون طيار الأخرى بما تفعله.
كان ابتكارهم الثالث هو استخدام ScanDrones منفصلة لإنشاء أنظمة الملاحة وتخطيط المهام. بدلاً من بناء نفسها ، توزع هذه الروبوتات مهام التصنيع بين BuilDrones ، وتقييم جودة عملهم ، واستخدام خوارزميات تحديد المسار لحساب كيفية إكمال هذه المهام بأكبر قدر ممكن من الكفاءة. أخيرًا ، حدد فريق Kovac مواد خفيفة الوزن يمكن حملها بسهولة وترسيبها بواسطة BuilDrones.
مشاريع بناء بسيطة
لإثبات نظامهم ، استخدم الباحثون مجموعة من الطائرات بدون طيار لتنفيذ سلسلة من مشاريع البناء البسيطة في المختبر: بما في ذلك إنشاء أسطوانة يبلغ ارتفاعها حوالي مترين ، مطبوعة من رغوة عازلة سريعة المعالجة ؛ وصنع أسطوانة ارتفاعها 2 سم من مادة خفيفة الوزن تشبه الأسمنت.
تخلق الطباعة ثلاثية الأبعاد غير المباشرة سقالات حيوية معقدة لإعادة نمو العظام والأنسجة
خلال هذه البنيات ، أظهر الفريق أن نظامهم يمكن أن يتكيف بسهولة مع الاختلافات في أرقام الروبوتات وهندسة الطباعة. علاوة على ذلك ، كان مطلوبًا من شخص واحد فقط الإشراف على أنشطة الطائرات بدون طيار - لضمان الحد الأدنى من ارتكاب الأخطاء.
يأمل Kovac وزملاؤه الآن أن مرونة تقنيتهم يمكن أن تشهد قريبًا تطبيق طائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد في مشاريع البناء الحقيقية. قد يكون هذا مفيدًا بشكل خاص للبناء في المواقع التي يصعب الوصول إليها والتي يحتمل أن تكون خطرة بما في ذلك المواقع الجبلية البعيدة والطوابق العليا من ناطحات السحاب.
تم وصف البحث في الطبيعة.
