2022年9月23日，據(jù)資源庫獲悉，近日，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)無人機(jī)艦隊(duì)，可以在飛行時(shí)3D打印空中結(jié)構(gòu)。這些飛行機(jī)器人可以協(xié)調(diào)并決定如何打印比自己更大的物體——擴(kuò)大了建筑行業(yè)的視野。

以前使用3D打印進(jìn)行建筑的試驗(yàn)涉及地面機(jī)器人，缺乏靈活性。為了解決這個(gè)問題，研究人員試圖模仿蜜蜂和黃蜂等自然建造者。因?yàn)樗麄兊臒o人機(jī)可以在飛行時(shí)打印，所以他們也可以在難以到達(dá)的地方和惡劣的環(huán)境中建造。

研究第一作者、倫敦瑪麗女王大學(xué)機(jī)器人學(xué)講師張克濤博士說：“長(zhǎng)期以來，大自然一直是工程師制造智能機(jī)器人的靈感來源。自然界中的專業(yè)結(jié)構(gòu)工程師——以及他們建造棲息地的施工方法——具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。  

目前，我們已經(jīng)證明飛行機(jī)器人可以建造和修復(fù)結(jié)構(gòu)。這是機(jī)器人技術(shù)中令人興奮的一步。 未來的家庭和城市可以在自主機(jī)器人的幫助下建造?！?br />
為了執(zhí)行他們想要的任務(wù)，無人機(jī)需要能夠遵循打印路徑策略，評(píng)估他們的工作質(zhì)量，相互通信他們的活動(dòng)，并根據(jù)外部和團(tuán)隊(duì)因素自主做出決策。  

這項(xiàng)技術(shù)被稱為空中增材制造（Aerial-AM），由倫敦帝國(guó)理工學(xué)院和瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所（EMPA）的研究人員開發(fā)，其論文發(fā)表在《自然》雜志上。

自主決策

研究人員開發(fā)了可擴(kuò)展的基于群的控制系統(tǒng)，使用多學(xué)科物理人工智能開發(fā)方法 ，使無人機(jī)表現(xiàn)得像一個(gè)建造者團(tuán)隊(duì)。

這些3D打印無人機(jī)是由BuilDrone（建造無人機(jī)）和ScanDrone（掃描無人機(jī)）組成，前者負(fù)責(zé)建造，后者則主要承擔(dān)質(zhì)量控制任務(wù)，測(cè)量前者的施工情況并給出下一個(gè)施工建議。無人機(jī)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)自主任務(wù)分配、空間碰撞感知以及如何進(jìn)行有效工作決策。  

為了展示無人機(jī)的能力，研究人員使用泡沫和一種特殊的輕質(zhì)水泥材料，建造了高度從0.18米到2.05米不等的結(jié)構(gòu)，最終誤差不到5毫米。

減少排放

Aerial-AM方法有望幫助建筑行業(yè)適應(yīng)和應(yīng)對(duì)氣候變化，同時(shí)它還可以幫助解決該行業(yè)的勞動(dòng)力短缺問題。

張博士說：“這種新方法涉及原材料供應(yīng)之外的最少運(yùn)輸，為減少全球二氧化碳排放和建筑業(yè)產(chǎn)生的材料浪費(fèi)提供了一個(gè)有前景的解決方案 。建筑業(yè)越來越多地采用基于機(jī)器人的技術(shù)，這些正在提高生產(chǎn)力并減少施工的危險(xiǎn)和人力。”

未來，Aerial-AM或?qū)槠h(yuǎn)地區(qū)住房和重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供支持，并為在火星建造提供了一種新的可能。論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4

2022年9月23日，據(jù)資源庫獲悉，近日，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)無人機(jī)艦隊(duì)，可以在飛行時(shí)3D打印空中結(jié)構(gòu)。這些飛行機(jī)器人可以協(xié)調(diào)并決定如何打印比自己更大的物體——擴(kuò)大了建筑行業(yè)的視野。

以前使用3D打印進(jìn)行建筑的試驗(yàn)涉及地面機(jī)器人，缺乏靈活性。為了解決這個(gè)問題，研究人員試圖模仿蜜蜂和黃蜂等自然建造者。因?yàn)樗麄兊臒o人機(jī)可以在飛行時(shí)打印，所以他們也可以在難以到達(dá)的地方和惡劣的環(huán)境中建造。

研究第一作者、倫敦瑪麗女王大學(xué)機(jī)器人學(xué)講師張克濤博士說：“長(zhǎng)期以來，大自然一直是工程師制造智能機(jī)器人的靈感來源。自然界中的專業(yè)結(jié)構(gòu)工程師——以及他們建造棲息地的施工方法——具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。  

目前，我們已經(jīng)證明飛行機(jī)器人可以建造和修復(fù)結(jié)構(gòu)。這是機(jī)器人技術(shù)中令人興奮的一步。 未來的家庭和城市可以在自主機(jī)器人的幫助下建造?！?br />
為了執(zhí)行他們想要的任務(wù)，無人機(jī)需要能夠遵循打印路徑策略，評(píng)估他們的工作質(zhì)量，相互通信他們的活動(dòng)，并根據(jù)外部和團(tuán)隊(duì)因素自主做出決策。  

這項(xiàng)技術(shù)被稱為空中增材制造（Aerial-AM），由倫敦帝國(guó)理工學(xué)院和瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所（EMPA）的研究人員開發(fā)，其論文發(fā)表在《自然》雜志上。

自主決策

研究人員開發(fā)了可擴(kuò)展的基于群的控制系統(tǒng)，使用多學(xué)科物理人工智能開發(fā)方法 ，使無人機(jī)表現(xiàn)得像一個(gè)建造者團(tuán)隊(duì)。

這些3D打印無人機(jī)是由BuilDrone（建造無人機(jī)）和ScanDrone（掃描無人機(jī)）組成，前者負(fù)責(zé)建造，后者則主要承擔(dān)質(zhì)量控制任務(wù)，測(cè)量前者的施工情況并給出下一個(gè)施工建議。無人機(jī)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)自主任務(wù)分配、空間碰撞感知以及如何進(jìn)行有效工作決策。  

為了展示無人機(jī)的能力，研究人員使用泡沫和一種特殊的輕質(zhì)水泥材料，建造了高度從0.18米到2.05米不等的結(jié)構(gòu)，最終誤差不到5毫米。

減少排放

Aerial-AM方法有望幫助建筑行業(yè)適應(yīng)和應(yīng)對(duì)氣候變化，同時(shí)它還可以幫助解決該行業(yè)的勞動(dòng)力短缺問題。

張博士說：“這種新方法涉及原材料供應(yīng)之外的最少運(yùn)輸，為減少全球二氧化碳排放和建筑業(yè)產(chǎn)生的材料浪費(fèi)提供了一個(gè)有前景的解決方案 。建筑業(yè)越來越多地采用基于機(jī)器人的技術(shù)，這些正在提高生產(chǎn)力并減少施工的危險(xiǎn)和人力。”

未來，Aerial-AM或?qū)槠h(yuǎn)地區(qū)住房和重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供支持，并為在火星建造提供了一種新的可能。論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4