Drony drukujące w locie struktury 3D zamierzają pozbyć się budowlańców

Drony i drukowanie w 3D to rozwiązania, które postanowił połaczyć w jedno naukowcy Aerial Robotics Lab przy Imperial Collage London. Ich projekt bezzałogowców, zdolnych tworzyć konstrukcje w miejscach nieprzyjaznych dla człowieka to szansa na rewolucję na ziemskich placach budowy, ale także międzyplanetarny rozwój tego rzemiosła. Jak działają drony drukujące w locie struktury 3D?

Drony na placach budowy nie są rzadkością. Wykorzystywane są do oceny topografii terenu. Zdarza się też, że monitorują bieżącą sytuację oraz awarie. Tymczasem, jeśli połączy się ich możliwości z technologią druku 3D okazuje się, że drzemie w nich potencjał konstrukcyjny:

Bezzałogowce, które drukują w locie struktuktury 3D to dopiero prototyp, ale w kontrolowanym otoczeniu udało się im pracować w autonomicznym tandemie. Dokładność ich druku jest oceniana na 5 mm.

Projekt jest obiecujący, ale zanim drony pojawią się w budowanej przestrzeni powietrznej przed ich pomysłodawcami długa droga. Aktualnie osiągnęli oni celu w postaci stabilizacji lotu dronów i minimalną autonomię ich roju.  Żeby bezzałogowce radziły sobie w nieznanym terenie, niezbędny jest rozwój AI. W rzeczywistych warunkach drony muszą być w stanie dostosować się do terenu, ale także dynamicznie współdzielić zadania.

Dużym wyzwaniem jest też opracowanie odpowiednich materiałów konstrukcyjnych. Drony mają dużo ograniczeń w zakresie ładowności oraz żywotności baterii. Jednocześnie tworzone przez nie struktury muszą być odpowiednio wytrzymałe.

Roboty na placach budowy to nic nowego, a technologia druku 3D także znalazła już tam swoje zastosowanie. Istnieją domy, które zbudowano z wykorzystaniem struktur wydrukowanych w technice 3D.

Ten obiekt tylko częściowo wykorzystuje pomysł, jaki na drony ma Aerial Robotic Lab. Został zbudowany z 24 betonowych części, które są efektem druku 3D. Struktury powstały na terenie fabryki, gdzie specjalna mieszanka cementu została nałożona warstwa po warstwie. Na placu budowy wystarczyło „zamontować” je w fundamentach, połączyć z dachem oraz uzupełnić stolarką drzwiową  i okienną.

W ten sposób budynek o powierzchni mieszkalnej wynoszącej 94 m2 powstał w kilka dni i jest doskonałym odwzorowaniem projektu. Udało się też ograniczyć szkody dla środowiska. Plac budowy generował mniej hałasu i śladu węglowego w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami. Technika druku 3D pozwoliła też wykorzystać minimalne ilości cementu.

Powstają też domy drukowane techniką 3D na miejscu budowy o większych powierzchniach:

W technice druku 3D mogą powstawać także konstrukcje o większej skali i niekoniecznie betonowe. W Amsterdamie istnieje kładka pieszo-rowerowa, która powstała w technice stapiania drutu. Jest to rozwiązanie znane od około stu lat, ale na jego automatyzację i zastosowanie do produkcji wielkoskalowych elementów pozwolił dopiero druk 3D.  

Amsterdamska kładka została wydrukowana w częściach i tylko złożona na miejscu. Chociaż jej powstanie stanowi rodzaj eksperymentu, to w pełni użytecznego. Jest ona dostępna dla przechodniów i jedyne, co odróżnia ją od okolicznych przepraw to niezwykłe kształty i czujniki monitorujące jej wytrzymałość.

Jak można się domyślać drony mają obecnie zbyt dużo ograniczeń, żeby pokusić się o podobną konstrukcję. Naukowcy mają jednak nadzieję, że są to trudności, które uda im się pokonać, a do wygrania jest mnóstwo zastosowań.

Drony drukujące w locie struktury 3D powstają, aby:

• konstruować budynki tymczasowe i naprawiać uszkodzenia na obszarach klęsk żywiołowych
• tworzyć rusztowania i konstrukcje wspornicze na konwencjonalnych placach budowy
• dokonywać precyzyjnych napraw w obiektach trudnodostępnych
• budować rampy lub kładki na trudnym terenie (umożliwiając do niego dostęp pojazdom lądowym)
• pozwolić budownictwu na ekspansję międzyplanetarną.

To ostatnie rozwiązanie nie jest absurdalną fantazją, ale ma więcej ograniczeń, niż się wydaje. Chociaż dron Ingenuity sprawdza się jako narzędzie badawcze na Marsie, to lot na Księżycu nie byłby w jego zasięgu. Rozwój dronów drukujących struktury 3D w kierunku ich użyteczności poza Ziemią może skończyć się fiaskiem. Próby wymagają też innych założeń środowiskowych niż brane obecnie pod uwagę. 

Źródła: Reuters, YouTube