Χάρη στις νέες τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν από ερευνητές, με επικεφαλής τον Mirko Kovac, καθηγητή εναέριας ρομποτικής στο Imperial College του Λονδίνου, στο μέλλον ίσως να χρησιμοποιούνται oμάδες από drones με δυνατότητα τριδιάστατης εκτύπωσης, για την ολοκλήρωση κατασκευαστικών έργων σε επικίνδυνα ή δυσπρόσιτα περιβάλλοντα. Η έμπνευση της ομάδας ήρθε από τους ιπτάμενους κατασκευαστές της φύσης, όπως οι μέλισσες, οι οποίες συνεργάζονται για να χτίσουν περίπλοκες κατασκευές.
Η τριδιάστατη εκτύπωση ήδη μετασχηματίζει, με γρήγορους ρυθμούς, τον κατασκευαστικό κλάδο. Η χρήση ρομπότ για τη δημιουργία κτισμάτων με διαδοχικές στρώσεις βελτιώνει την ασφάλεια και την παραγωγικότητα, καθιστά εφικτή την οικοδήμηση κατασκευών με πολύπλοκη γεωμετρία, ενώ παράλληλα μειώνει το κόστος και ενισχύει την απόδοση.
Σε αυτή την μελέτη, η ομάδα εξέτασε το πώς θα μπορούσε η τεχνική αυτή να προχωρήσει ένα βήμα παραπέρα, συνδυάζοντας το 3D printing με τις τελευταίες εξελίξεις στην τεχνολογία των drones. Το σκεπτικό αφορά την μίμηση, από τα μη επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα, της συμπεριφοράς των συνεργαζόμενων κατασκευαστών της φύσης, όπως είναι οι ομάδες μελισσών, σφηκών ή τερμιτών.
Συλλογή πληροφοριών
Τα πλάσματα αυτά συλλέγουν διαρκώς πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του έργου και, ταυτόχρονα, μοιράζονται μεταξύ τους τα δεδομένα που προκύπτουν. Μπορούν, έτσι, να προσαρμοστούν σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα, για να χτίσουν περίπλοκες δομές σε ένα ευρύ φάσμα μεγεθών.
Για να μεταφέρουν στον κόσμο της τεχνολογίας τις μεθόδους των εντόμων-κατασκευαστών, ο Kovac και οι συνεργάτες του προχώρησαν σε αρκετές τεχνολογικές καινοτομίες· βήματα-κλειδιά για την ενοποίηση των πλεονεκτημάτων των κατασκευαστών της φύσης με τις αρχές της μηχανικής. Αρχικά, δημιούργησαν τα BuilDrones (από το builder = κτίστης/κατασκευαστής) – drones, τα οποία μπορούν να αποθέσουν το υλικό κατασκευής με ακρίβεια 5 mm. Στην συνέχεια, προγραμμάτισαν αυτά τα drones ώστε το καθένα να ενημερώνει ασύρματα τα υπόλοιπα, σχετικά με την εργασία που εκτελεί.
Επί το έργον: BuilDrone (δεξιά) πετώντας, εκτυπώνει 3D μια κατασκευή. Ένα ScanDrone (αριστερά) βρίσκεται κοντά για να παρακολουθεί τη διαδικασία κατασκευής. (Courtesy: Imperial College London)
Η τρίτη τους καινοτομία αφορά την χρήση ξεχωριστών ScanDrones (από το scan = ελέγχω/αναλύω), για τη δημιουργία συστημάτων πλοήγησης και σχεδιασμού των εργασιών. Τα συγκεκριμένα ρομπότ, αντί να κατασκευάζουν, κατανέμουν τις εργασίες κατασκευής μεταξύ των BuilDrones, αξιολογούν την ποιότητα της δουλειάς τους και χρησιμοποιούν αλγόριθμους εύρεσης διαδρομής (pathfinding algorithms) για να υπολογίσουν πώς οι εργασίες θα μπορούσαν να ολοκληρωθούν όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά. Τέλος, η ομάδα του Kovac έψαξε να βρει ελαφριά υλικά για τις κατασκευές, ώστε αυτά να μπορούν να μεταφερθούν και να αποτεθούν εύκολα από τα BuilDrones.
Απλά οικοδομικά εγχειρήματα
Για την επίδειξη του συστήματός τους, οι ερευνητές, χρησιμοποίησαν μια ομάδα drones για την εκτέλεση μίας σειράς απλών κατασκευαστικών έργων, στο εργαστήριο. Ανάμεσα σε αυτά, η δημιουργία ενός κυλίνδρου ύψους περίπου 2 μέτρων, ο οποίος εκτυπώθηκε από μονωτικό αφρό ταχείας σκλήρυνσης και η κατασκευή ενός κυλίνδρου ύψους 18 cm από ένα ελαφρύ υλικό που μοιάζει με τσιμέντο.
Μέσα από αυτά τα κατασκευαστικά εγχειρήματα, η ομάδα έδειξε ότι το σύστημά της μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα σε μεταβολές που αφορούν τον αριθμό των ρομπότ και την γεωμετρία της εκτύπωσης. Επιπλέον, χρειάστηκε ένα μόνο άτομο για να επιβλέπει τις δραστηριότητες των drones.
Ο Kovac και οι συνεργάτες του ελπίζουν, τώρα, ότι η ευελιξία της τεχνολογίας τους μπορεί να οδηγήσει, σύντομα, στην χρήση των drones τριδιάστατης εκτύπωσης σε κατασκευαστικά έργα στον πραγματικό κόσμο. Αυτό θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την οικοδόμηση σε δυσπρόσιτες, δυνητικά επικίνδυνες τοποθεσίες, όπως απομακρυσμένες ορεινές περιοχές και ουρανοξύστες.
πηγή : physicsworld.com pop-sci.gr