Циклопедия скорбит по жертвам террористического акта в Крокус-Сити (Красногорск, МО)

Робот-строитель

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Робот, возводящий здание, сооружение, конструкцию на земле или в космосе.

В отличие от больших статичных 3D-принтеров, имеющий возможность самостоятельного мобильного перемещения по строительной площадке либо по самой возводимой конструкции.

Такие роботы используются для возведения стен и других конструкций, как из дискретных материалов, так и с применением подхода 3D-печати.

Помимо технологии 3D-печати, на таких роботах испытываются и тестируются технологии:

  • коммуникаций и синхронизаций нескольких роботов для совместного строительства
  • изготовления, хранения, переноса и закрепления материала, деталей и элементов конструкций
  • технологий сканирования сооружений для создания дополненной реальности в очках и шлемах будущего результата строительства
  • самодиагностики при поломках, создания деталей для саморемонта и самопочинки, самовоспроизводства

Одна из проблем современных 3D-принтеров заключается в том, что их рабочий объем ограничен габаритными размерами. Чтобы напечатать дом, необходим принтер, который будет больше дома. Это приводит к ограничению возможностей 3D-принтера и громадным расходам для отдельного пользователя или компании, решившейся на крупномасштабный проект. Исследователи Стюарт Маггс, Дори Садан и Кристина Нан под руководством Саши Джокика и Петра Новикова придумали абсолютно уникальный метод печати таких крупных объектов, как здания. Главную роль в нем играют передвижные 3D-печатающие роботы, которых прозвали Министроителями.

Министроители представлены тремя разными роботизированными устройствами, габариты которых не превышают 42 см. Несмотря на такие небольшие размеры, они могут построить практически любое здание. Каждый из трех роботов выполняет свою функцию и необходим для удачного завершения строительства:

  • Робот для закладывания фундамента. Для движения по кругу и распознания положения объекта он снабжен гусеницами и сенсором для прослеживания линии. Печатающая головка робота постепенно поднимается вверх по мере выращивания объекта.
  • Захватный робот. Этот робот прикрепляется к стенке будущего здания с помощью четырех роликов. В захватный робот встроены нагревательные элементы, под воздействием которых материал мгновенно затвердевает.
  • Вакуумный робот. Используется для укрепления напечатанной конструкции. Для этого он движется вверх и вниз, нанося материал практически перпендикулярно ранее напечатанным слоям.

Факты[править]

10 декабря 2016 года 3д-строительный принтер Apis Cor, робот-строитель напечатал небольшой дом в подмосковном Ступино. Эксперимент послужил демонстрацией возможностей строительной 3D-печатающей установки, разработанной компанией. В отличие от большинства строительных 3D-принтеров, использующих портальную конструкцию, эта установка использует центральный телескопический манипулятор на вращающейся платформе. Такая конструкция позволяет печатать здания изнутри. Сам же аппарат достаточно легок для погрузки или перестановки с помощью автомобильного крана.

Нидерландская компания CyBe Additive Industries в 2014 году представила строительный 3D-принтер, который способен перемещаться по стройплощадке. Прототип устройства имеет радиус действия 3,15 м и способен выдавливать цемент со скоростью 200 мм/сек. Диаметр печатающей головки - 30 мм, толщина каждого слоя цемента составляет 30 мм. К устройству можно присоединить несколько экструзионных головок, и тогда скорость печати может быть увеличена до 4000 мм/сек. В настоящее время ведётся разработка подающего механизма, способного уменьшить толщину слоя до 5 мм.

Массачусетский технологический институт (МТИ) в 2017 году показал робота, который строит дом. Робот работает сам, без какого-либо контроля со стороны человека и может работать даже на других планетах. Пока робот не умеет строить сложные дома с сантехникой, электричеством и раздельными комнатами, но он будет учиться. Робот получит встроенные датчики температуры и света, а также радары, способные анализировать поверхность — все это используется для сбора информации о будущем доме, чтобы затем варьировать, например, плотность стен, адаптируя ее к климату или другим требованиям. Создатель робота Стивен Китинг сказал:

"Для меня это не просто принтер, а совершенно новый способ мышления, который меняет законы не только в области цифрового производства, но и в архитектурном проектировании. <...> Наша система формирует будущее видение цифровой архитектуры, которое открывает новые возможности на нашей планете — и за ее пределами."

Разработка российского робототехника Марии Яблониной попала в десятку лучших футуристических проектов 2016 года по мнению Dezeen — одного из самых популярных изданий о дизайне. Для своего магистерского проекта выпускница МАРХИ и мастер-программы ITECH в Штутгарте создала мини-роботов, которые умеют плести лёгкие навесные структуры из нитей. Сейчас Мария продолжает свои исследования: после окончания университета она попала в арт-резиденцию Autodesk Pier 9, а затем начала работу над PhD диссертацией в Институте вычислительного проектирования (ICD) в Штутгарте. В будущем технологию, над которой работает Мария, можно будет применять для создания крупных инженерных сооружений, например мостов. На вопрос о создании небольших строительных роботов, плетущих паутину, Мария ответила:

"У меня уже был опыт работы с карбоновым волокном, со стекловолокном и с нитевыми материалами в целом. Кроме того, я сделала небольшое исследование о способах плетения паутины. После него я поняла, что мне было бы интересно заняться мобильными роботами. Мне хотелось понять, как маленькие роботы могут создавать большие структуры, потому что в основном роботы больше тех объектов, что они строят. Я подумала, что маленькие мобильные роботы и волокнистые материалы хорошо сочетаются, а вместе они позволяют создавать устройства, которые могут работать на больших пространствах — одной нитью можно «перекрыть» огромное помещение."

Ссылки[править]

Пример коллективного поведения небольших роботов-термитов, строящих конструкции (Harvard University)

Коллективное поведение летающих роботов-дронов, строящих конструкции (Dezeen)

Пример отделки помещения, робот прибивает гипсокартон (AIST, Токио)

Научные статьи[править]