Légi 3D-nyomtató drónok csapatait egy napon felhasználhatják építési projektek véghezvitelére veszélyes vagy nehezen elérhető környezetben – az általa vezetett kutatók által kifejlesztett új technológiáknak köszönhetően. Mirko Kovács az Imperial College Londonban. A csapatot repülő állatok, például méhek inspirálták, amelyek együttműködve összetett szerkezeteket építenek fel.
A 3D nyomtatás gyors átalakulást hajt végre az építőiparban. Ha robotokat használnak a szerkezetek rétegenkénti felépítésére, az javíthatja az építési területek biztonságát és termelékenységét. Az összetett geometriai struktúrák kivitelezését is megvalósíthatóbbá teheti, miközben csökkenti az anyagköltségeket és növeli a hatékonyságot.
Tanulmányukban Kovac csapata azt vizsgálta, hogyan lehetne egy lépéssel tovább vinni a technikát a 3D nyomtatás és a dróntechnológia legújabb vívmányainak kombinálásával. Az ötlet az, hogy a pilóta nélküli repülő járművek utánozhatnák a természetben együttműködő építők viselkedését, beleértve a méhek, darazsak vagy termeszek csoportjait.
Információgyűjtés
Azáltal, hogy folyamatosan gyűjtik az információkat egy építési projekt állapotáról, miközben ezeket az adatokat kommunikálják egymással, ezek a lények alkalmazkodni tudnak a változó környezethez, és sokféle méretskálán összetett szerkezeteket építhetnek.
Hogy ezeket a rovarépítőket egy technológiai rendszerben utánozzák, Kovac és munkatársai négy kulcsfontosságú technológiát hoztak létre, hogy egyesítsék a természetes építőanyagok előnyeit a mérnöki elvekkel. Először is megalkották a BuilDrone-okat, amelyek olyan légi drónok, amelyek 5 mm-es pontosságú anyagok lerakására alkalmasak; Másodszor, úgy programozták ezeket a drónokat, hogy vezeték nélküli rendszer segítségével közöljék a többi drónnal, hogy mit csinálnak.
Harmadik újításuk az volt, hogy külön ScanDroneket használnak navigációs és feladattervező rendszerek létrehozására. Ahelyett, hogy önmagukat építenék, ezek a robotok megosztják a gyártási feladatokat a BuilDrone-ok között, felmérik munkájuk minőségét, és útkereső algoritmusokat használnak annak kiszámítására, hogyan lehetne ezeket a feladatokat a lehető leghatékonyabban elvégezni. Végül Kovac csapata olyan könnyű anyagokat azonosított, amelyeket a BuilDrones könnyen hordozhat és lerakhat.
Egyszerű építési projektek
Rendszerük demonstrálására a kutatók drónok csoportjával egy sor egyszerű építési projektet hajtottak végre a laboratóriumban: egy nagyjából 2 m magas hengert készítettek, amelyet gyorsan kikeményedő szigetelőhabból nyomtattak; és egy 18 cm magas henger készítése könnyű, cementszerű anyagból.
A közvetett 3D nyomtatás bonyolult bioscaffoldokat hoz létre a csontok és szövetek újranövekedéséhez
Az összeállítások során a csapat megmutatta, hogy rendszerük könnyen alkalmazkodik a robotszámok és a nyomtatási geometria változásaihoz. Ráadásul egyetlen embernek kellett felügyelnie a drónok tevékenységét – biztosítva, hogy minimális hibákat kövessenek el.
Kovac és munkatársai most abban reménykednek, hogy technológiájuk rugalmassága révén hamarosan megvalósulhatnak a 3D-nyomtató drónok valós építési projektekben is. Ez különösen hasznos lehet nehezen megközelíthető, potenciálisan veszélyes helyeken történő építkezéseknél, beleértve a távoli hegyvidékeket és a felhőkarcolók felső szintjeit.
A kutatás leírása a Természet.
