机器人造房,带你玩转建筑

sciencerobotic以“建筑未来”为引重磅推出了MIT的最新研究成果——3D打印建筑机器人。这款移动机器人全程耗时13.5小时,完全独立操作,构造了一座直径为14.6米的一栋圆顶建筑,也打破了世界纪录。

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这款机器人被称为“数字建筑平台”,是由麻省理工学院的Mediated Matter实验室设计完成的。它具有一个履带式的移动底盘,一个大型的4自由度的液压悬臂,悬臂的顶端安装了一个6自由度的Kuka机械臂,机械臂的顶端还可以替换焊接、挖掘和打印等不同工具。当然,机械臂上还配备了一套传感设备,用来帮助机器人进行定位和控制它的稳定性。机身上安装的电池板可以辅助车载电池共同为机器人提供动力(理论上,只要有阳光,便可以永久运行)。机器人悬臂的工作范围超过10米,可以完全胜任直径10米以上的大型建筑。DCP复制了3D建筑打印机的大部分功能,其最大可打印量为2,786立方米。整套设备的总成本达到了244,500美元。

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本文开头提到的打破世界纪录的建筑,是由MIT的科学家设计的一套完整程序,“数字建筑平台”可以自行开出仓库,在Kuka小臂的末端有一个喷雾器,它会将两种化学品组合成液体聚氨酯泡沫,从而迅速膨胀和硬化。它以每小时1.728立方米的速度一层接一层地制作了一个14.6米宽,3.7米高的半球形开放式圆顶。DCP通过逐层打印发泡材料的方法制作出一堵空心墙,充当保温层。当放入管道,电气和材料后,可以用混凝土将其浇注成一个更永久和弹性的结构(或者用土或其他任何东西填充)。这样做完之后将泡沫留在原地可以增加建筑物的绝缘。即便如此,只有泡沫而没有混凝土的结构仍然足够强大,一个受过良好教育的研究生可以在其上玩跳房子。

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MIT的研究人员,突破性的首次将激光发射器应用到了建筑平台的悬臂上。这套设备不仅可以降低平台的整体重量,扩大覆盖范围,还有助于更加精确的感知喷嘴的位置,帮助抵消悬臂其他位置的干扰性动作。这套设备能够帮助悬臂与参照物保持相对稳定的特性,也使其水平打印的技巧

相当出众,就如上图所示,它可以在建筑物内侧悬空打造一个长凳。  

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除去固有材料,“数字建筑平台”还可以就地取材,目前研究人员还成功地对电烧结粉末玻璃,热沉积冰和含有砾石和干草纤维的压缩土进行了一些初步实验。 根据构建建筑的地方,所有这些材料都可能在本地找到并批量使用。因而,他们还希望在未来看到这款机器人能登录火星,根据当地的土壤和气候环境设计一种建筑,并自主收集能量和材料,从而建造房屋,甚至是城镇。

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按照MIT发表在science robotics上的论文所示,只要您提供太阳和原材料,这些机器人就可以快速,自主地,并且以非常低的成本来构建建筑。研究人员已经想到了几种工作情景,包括在极地环境中制造冰结构,在沙漠中利用沙子形成分形结构,以便稍后沉入海洋提供珊瑚礁栖息地。


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