Struktura izgrađena dronom: Novi građevinski radnici

• Autor:
• ime autora

  Quantumrun Foresight
• Lipnja 21, 2023

Uvid ističe

Potencijal 3D ispisa u građevinskoj industriji širi se uvođenjem autonomnih letećih dronova koji mogu graditi strukture na krilu, utirući put bržoj gradnji s manje otpada. Godine 2022. istraživači s Imperial College London i Empa razvili su leteće robote za 3D ispis, slične pčelama i osama, sposobne graditi strukture u teškim područjima, kao što su zone katastrofe ili visoke zgrade. Početni testovi bili su obećavajući, i dok su daljnja poboljšanja u velikoj konstrukciji i znanosti o materijalima neophodna, određeni obrasci i geometrijski dizajni smatraju se idealnima za konstrukciju dronova.

Kontekst strukture izgrađene dronom

Trodimenzionalni ispis (ponekad se naziva i aditivna proizvodnja) proizvodni je proces koji je intenzivno istražen i optimiziran za različite objekte. Međutim, od 2017. prototipovi robotske ruke izgrađeni za probne projekte u Sjevernoj Americi i Aziji su kuće i mostovi za 3D ispis. A 2020. godine istraživači su otkrili kako 3D ispisati cijele zgrade koristeći procese aditivne proizvodnje (AMBP). Dok su početni rezultati uglavnom bili pojednostavljeni, ograničavajući nacrte zgrada, dokaz koncepta pokazao je potencijalnu budućnost u kojoj se kuće i strukture mogu graditi brže i s manje otpada.

Nekoliko je sveučilišta nadalje istraživalo stvaranje rojeva autonomnih letećih dronova za izgradnju 3D tiskanih zgrada. Primjer je Sveučilište u Bathu sa sjedištem u Velikoj Britaniji, koje je 2017. objavilo rad u kojem se raspravljalo o dizajnu kada se koriste dronovi za 3D ispis. Jedna od zabrinutosti bila je da 3D ispisana ljuska zgrade mora biti dovoljno čvrsta da izdrži svoju težinu i izdrži povremene udare vjetra.

Način na koji se materijali učitavaju u dron još je jedno važno pitanje. Materijali se moraju transportirati dronom do lokacije, točno postaviti i brzo dobiti dovoljno čvrstoće da ostanu na mjestu kako bi se više materijala moglo odložiti na vrh. Kao najbolje rješenje za tu svrhu navedene su tekućine koje se brzo skrućuju, poput materijala na bazi cementa.

3D ispisana konstrukcija drona trebala bi se moći sama ispravljati tijekom ispisa. Ova značajka je najvažnija jer postoje mnogi izvori potencijalnih nedostataka i netočnosti pri korištenju ove metode. Na primjer, geolokacija drona može biti isključena ili na materijale mogu utjecati vjetar i temperatura.

Razarajući učinak

Godine 2022. leteće robote za 3D ispis, slične pčelama i osama, razvili su istraživači s Imperial Collegea u Londonu i Empi te Savezni laboratoriji za znanost i tehnologiju materijala sa sjedištem u Švicarskoj. Dok lete, ovi dronovi mogu graditi strukture na krilima, što ih čini savršenima za rad na teškim mjestima poput zona katastrofe ili visokih zgrada. Dronovi rade zajedno na postavljanju slojeva materijala prateći digitalni dizajn, prilagođavajući svoje pokrete dok grade. 

Iako su ti strojevi potpuno autonomni, ljudski upravljač ih i dalje nadzire. "BuildDrones" čine flotu i odlažu materijale tijekom leta. "ScanDrones" također pomažu u praćenju rezultata i održavaju sve glatko. Dronovi neprestano mjere napredak i automatski će se prilagoditi, ostajući unutar pet milimetara od mjesta na kojem grade.

Početni testovi su ovi dronovi izradili cilindar visok 2 metra koji se sastoji od 72 sloja pjene na bazi poliuretana i cilindar od 18 centimetara koji uključuje 28 slojeva materijala nalik cementu. Istraživači vjeruju da, iako su početne studije obećavajuće, potrebno je više eksperimenata s konstrukcijom velikih razmjera i poboljšanjima u znanosti o materijalima. Bez obzira na to, tim smatra da su specifični uzorci i geometrijski dizajni prikladni za konstrukciju dronova.

Implikacije strukture izgrađene dronom 

Šire implikacije struktura izgrađenih dronovima mogu uključivati: 

• Dronovi se koriste za izgradnju rizičnijih struktura, poput nuklearnih elektrana, vjetroturbina na moru i električnih mreža.
• Više ulaganja u razvoj lakših, fleksibilnih i održivih građevinskih materijala, poput micelija, koje je bespilotnim letjelicama lakše transportirati i graditi.
• Velike građevinske tvrtke (vjerojatno u partnerstvu s startupima) za razvoj potrebne infrastrukture (npr. senzori, kamere, uređaji za internet stvari) za učinkovit rad visoko mobilnih građevinskih robota.
• Sve više dronova koji se koriste za obnovu infrastrukture nakon prirodnih katastrofa i ratova.
• Sve više bespilotnih letjelica koristi se za održavanje bitne infrastrukture, poput vode, struje i telekomunikacija, posebno u udaljenim regijama.

Pitanja za razmatranje

• Kako bi implementacija dronova u građevinarstvu mogla promijeniti profil građevinskih poslova?
• Koje su druge potencijalne prednosti korištenja dronova za gradnju?