Рой дронов использует 3D-печать для строительства зданий

До сих пор использование дронов в строительстве ограничивалось в основном наблюдательными функциями. Способность БПЛА отслеживать ход строительства, осматривать труднодоступные места и предоставлять другие данные с высоты птичьего полета сделала их важной и знакомой частью многих строительных площадок. Тем не менее, команда исследователей из Имперского колледжа Лондона разработала систему, которая, как они утверждают, превратит дронов из роли наблюдателя за ходом строительства в полноправного участника.

Группа разработала рой дронов, который использует 3D-печать — аддитивное производство (AM) — для создания структур из пены и цемента, открывая окно в будущее строительства. Созданный по образцу социальных насекомых, таких как термиты и осы, рой Aerial-AM стремится использовать масштабируемость и адаптируемость, которые эти естественные строители используют для создания своих сред обитания.

Структура Aerial-AM включает в себя два типа воздушных роботов: BuilDrone и ScanDrone. BuilDrone автономно укладывает физический строительный материал в соответствии с заранее заданным планом, в то время как ScanDrone отслеживает структуру по мере того, как она принимает форму, обеспечивая обратную связь в режиме реального времени с BuilDrone, который корректирует изменения с каждым укладываемым слоем. BuilDrone также оснащен регулируемой насадкой — «дельта-манипулятором», — которая может немедленно компенсировать ошибки, возникающие при укладке строительного материала.

Команда провела три разных эксперимента, чтобы продемонстрировать концепцию. В первом случае дроны построили «высокий цилиндр из пенопласта». Конструкция высотой 6.7 фута была построена из вспенивающейся пены низкой плотности, изготовленной из быстроотверждаемого термопластичного полиуретанового материала. Команда обнаружила, что материал подходит как для изоляции зданий, так и для «опалубки для монолитных бетонных конструкций».

Команда также напечатала небольшой цилиндр с куполообразным верхом из «специально разработанного вяжущего материала» с использованием двух BuilDrones, оснащенных дельта-манипуляторами. Цементоподобный материал был сделан из гидроксиэтилметилцеллюлозы и ксантановой камеди, и, в конце концов, 28-слойная структура достигла 0.6 фута в высоту. Эксперимент был проведен, чтобы продемонстрировать подход Aerial-AM к прецизионному производству с высоким разрешением, заявила команда.

Наконец, исследователи раскрасили виртуальные структуры светом, используя три сканирующих дрона, оснащенных светодиодными лампами, которые отслеживались с помощью покадровой фотографии. Команда также успешно провела виртуальную симуляцию сборки с использованием 15 дронов. Эти эксперименты с различными географическими формами продемонстрировали производительность платформы Aerial-AM с несколькими автономными роботами, работающими вместе, также известными как рои.

«Хотя эти эксперименты успешно подтверждают осуществимость Aerial-AM, они являются лишь первыми шагами в изучении потенциала использования воздушных роботов в строительстве», — пишут ученые. «Для обеспечения полномасштабного производства геометрических форм зданий с использованием предлагаемых подходов требуются значительные достижения в области робототехники и материаловедения».

Источник: https://www.iotworldtoday.com/2022/09/29/drone-swarm-uses-3d-printing-to-build-structures/