仿生無人機(jī)實(shí)現(xiàn)空中建造3D“樓閣”

在英國(guó)《自然》雜志近期發(fā)表的一篇工程學(xué)論文中，英國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)展示了一組受動(dòng)物啟發(fā)的飛行機(jī)器人，可以在飛行中建造3D打印結(jié)構(gòu)。未來的飛行機(jī)器人可以在偏遠(yuǎn)或難以抵達(dá)的地點(diǎn)提供房屋或重要基礎(chǔ)設(shè)施的建造支持。

人們已開發(fā)出地面機(jī)器人用于現(xiàn)場(chǎng)建造，因?yàn)樗鼈儽热祟惤ㄖじ踩?、生產(chǎn)力更高。但這些機(jī)器人受限于可操作的最大高度，而且大型系統(tǒng)需要插入電源，這降低了這類機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性。相反，自然界中的建筑師，比如黃蜂、白蟻和家燕則高度靈活，可以在飛行中建造巢穴。

受這些大自然建筑師的啟發(fā)，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院設(shè)計(jì)了一種新型制造方法，使用一組無系留空中機(jī)器人，在人類監(jiān)管下集群自行建造3D結(jié)構(gòu)。他們分別開發(fā)了“建造無人機(jī)”用于放置材料，“掃描無人機(jī)”則用于評(píng)估結(jié)構(gòu)質(zhì)量。為了測(cè)試這個(gè)概念，研究人員同時(shí)還開發(fā)了4種定制的水泥混合物供無人機(jī)建造。

這些空中機(jī)器人使用泡沫和水泥樣材料建造了概念驗(yàn)證的圓柱體，分別高2.05 m和0.18 m。這些結(jié)構(gòu)的建造精度很高，達(dá)到5 mm，這在英國(guó)建筑要求中是可接受的。無人機(jī)可以依照藍(lán)圖展開協(xié)同工作，期間隨時(shí)調(diào)整技術(shù)，飛行時(shí)它們是完全自主的，但要由人工控制員監(jiān)控其過程。

研究人員認(rèn)為，該技術(shù)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了測(cè)試，隨著進(jìn)一步的開發(fā)，未來的空中機(jī)器人可以幫助在難以抵達(dá)的區(qū)域建造結(jié)構(gòu)，例如:危險(xiǎn)地區(qū)、極高處或有自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。