ТехнологииРоботы на солнечных батареях будут возводить здания (+ Видео)

В строительной отрасли грядут перемены. Недавно издание Science Robotics опубликовано статью, где специалисты исследовательской лаборатории MIT Media Lab заявили, что традиционные технологии строительства различных объектов устарели, являются затратными и даже опасными.

Что будет если автоматизировать данный процесс с помощью роботов? С этой целью была создана цифровая строительная платформа, представляющая собой роботизированную систему по возведению архитектурных объектов. Иными словами, манипулятор слой за слоем самостоятельно создает большие здания. При этом соблюдается техника безопасности и быстрый темп работы. При необходимости робототехническое решение может восстановить какую-либо поврежденную часть объекта.

Ранее роботы могли возводить только небольшие конструкции. Тогда возможность строительства больших объектов рассматривалась только в перспективе и еще не была реализована на практике. Появились роботы-укладчики кирпичей, роботы печатающие здания из бетона и даже дроны, которые кирпичик за кирпичиком возводят стены. Пожалуй, наиболее полезными оказались 3D-принтеры портального типа. Однако их необходимо предварительно установить в определенном месте и только потом они начнут «штамповать» здание из сборных элементов.

В отличие от такой системы цифровая строительная платформа от MIT Media Lab является мобильной (максимальная скорость 0.5 метра в секунду) и автономной. Она работает от аккумулятора, на котором размещено несколько солнечных батарей и разъемы для новых подключений. Потенциальный срок службы такой системы неограничен.  Она будет работать пока не закончится солнечная энергия. Разработка также выполняет многие функции 3D-принтера: имеет большую досягаемость, вследствие чего максимальный объем печати составляет 2786 кубических метров.

Что же представляет собой технология? Она включает два манипуляторами. Больший из них имеет четыре степени свободы и выполняет действия, не требующие высокой степени точности. Второй манипулятор от Kuka с шестью степенями свободы имеет меньшие размеры. Как раз он и отвечает за точность движений. Вся система оценивается всего в 244 500 долларов.

Технология строительства, на которой базируется разработка, предельно проста: на конце маленькой руки есть распылитель, соединяющий два реагента в жидкий поролон, который быстро расширяется и затвердевает при распылении. Таким образом можно соорудить любой объект. Например, полусферический открытый купол шириной 14.6 метров и высотой 3.7 метра со скоростью 1.728 кубических метров в час, печатая слой за слоем. Однако из пенопласта сделана не вся конструкция. Система фактически создает железобетонный каркас: две стены из пенопласта, одна монтируется в другую. Пространство между ними заполняется бетоном для придания конструкции устойчивости и эластичности.  Однако даже без бетона конструкция получится достаточно устойчивой чтобы выдержать, например, вес человека. Пенопласт выступает также в качестве изоляционного материала.

Пена высыхает так быстро, что вполне реально построить даже купол. В этом случае не нужно соблюдать условие, чтобы слои находились непосредственно друг над другом. Допустимым является смещение на 90 градусов. Это позволяет создавать плоские крыши или незакрепленные полки и скамейки. В случаях, когда требуется дополнительное крепление, исследователи экспериментируют с автономным встраиванием арматуры. Также возможно автономное сваривание цепей.

Для успешного функционирования новинки необходимо два параметра: мощность и материалы. С мощностью пока проблемы. Однако реальных ограничений с технологической точки зрения нет. Это объясняется тем что гипотетически можно добавить столько солнечных батарей сколько требуется для работы робота. Со строительными материалами ситуация сложнее. Ингредиенты для распыления пены требуется подготовить заранее. Однако робот способен возводить конструкции даже из песка, порошкообразного стекла, спрессованной земли и льда. Одним словом, из везде доступных строительных материалов.

Таким образом при достаточном количестве солнечного света роботизированное решение сможет самостоятельно строить объекты с низкими затратами и в кратчайшие сроки. Стоит отменить что эти условия соблюдаются одновременно крайне редко.

Сегодня такие роботы-строители как нельзя кстати придутся в борьбе со стихийными бедствиями или наплывом беженцев. Именно в такие моменты необходимо быстро и дешево строить огромное количество жилья в районах с низко развитой инфраструктурой. Будет ли использование таких роботов более практичным, чем другие решения для строительства объектов в кратчайшие сроки покажет время. А пока труд человека остается самым дешевым и эффективным способом решения проблемы.

Автор: Мария Котанович: 02.05.2017

Источник: Spectrum