Equipes de drones de impressão 3D no ar poderão um dia ser usadas para concluir projetos de construção em ambientes perigosos ou de difícil acesso – graças às novas tecnologias desenvolvidas por pesquisadores liderados por Mirko Kovac no Imperial College de Londres. A equipe se inspirou em animais voadores como as abelhas, que colaboram para construir estruturas complexas.
A impressão 3D está impulsionando uma rápida transformação na indústria da construção. O uso de robôs para construir estruturas camada por camada pode melhorar a segurança e a produtividade dos canteiros de obras. Também pode tornar estruturas geométricas complexas mais viáveis de construir, reduzindo os custos de material e aumentando a eficiência.
Em seu estudo, a equipe de Kovac analisou como a técnica poderia dar um passo adiante, combinando a impressão 3D com os mais recentes avanços na tecnologia de drones. A ideia é que veículos voadores não tripulados possam imitar o comportamento de construtores colaborativos na natureza: incluindo grupos de abelhas, vespas ou cupins.
Coleta de informações
Ao coletar continuamente informações sobre o estado de um projeto de construção, enquanto comunicam esses dados entre si, essas criaturas podem se adaptar a ambientes em mudança para construir estruturas complexas em uma ampla variedade de escalas de tamanho.
Para imitar esses construtores de insetos em um sistema tecnológico, Kovac e seus colegas criaram quatro tecnologias-chave para unificar as vantagens dos construtores naturais com princípios de engenharia. Primeiro, eles criaram os BuildDrones, que são drones aéreos adaptados para depositar materiais com precisão de 5 mm; segundo, eles programaram esses drones para usar um sistema sem fio para dizer a outros drones o que eles estão fazendo.
A terceira inovação foi usar ScanDrones separados para criar sistemas de navegação e planejamento de tarefas. Em vez de construir a si mesmos, esses robôs distribuem tarefas de fabricação entre os BuildDrones, avaliam a qualidade de seu trabalho e usam algoritmos de localização de caminhos para calcular como essas tarefas podem ser concluídas da maneira mais eficiente possível. Finalmente, a equipe de Kovac identificou materiais leves que poderiam ser facilmente transportados e depositados pelos BuildDrones.
Projetos de construção simples
Para demonstrar seu sistema, os pesquisadores usaram um grupo de drones para realizar uma série de projetos simples de construção no laboratório: incluindo a criação de um cilindro de aproximadamente 2 m de altura, impresso a partir de uma espuma isolante de cura rápida; e fazendo um cilindro de 18 cm de altura de um material leve, semelhante ao cimento.
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Ao longo dessas construções, a equipe mostrou que seu sistema poderia se adaptar prontamente às variações nos números de robôs e na geometria de impressão. Além disso, foi necessária apenas uma pessoa para supervisionar as atividades dos drones – garantindo que erros mínimos fossem cometidos.
Kovac e seus colegas agora esperam que a flexibilidade de sua tecnologia possa em breve ver os drones de impressão 3D aplicados em projetos de construção reais. Isso pode ser particularmente útil para construir em locais de difícil acesso e potencialmente perigosos, incluindo locais montanhosos remotos e os andares superiores de arranha-céus.
A pesquisa é descrita em Natureza.
