在一個建筑工人的卡車?yán)铮瑧?yīng)該很容易找到釘子、槍、鋸等建筑工具，但如果Sa？一個喬基？和彼得·諾維科夫的成功，建筑機(jī)器人將可能成為下一代強(qiáng)有力的建筑工具。他們做的是一個全新的3D打印建筑機(jī)器人套件，名為Minibuilders，可以像建筑工人一樣3D打印房子。
在建筑領(lǐng)域，3D打印機(jī)器人已經(jīng)不是什么新鮮事了，但是這項技術(shù)之前一直處于概念階段，現(xiàn)在卻可以在現(xiàn)實中實現(xiàn)。之前有過很多3D打印施工機(jī)器人的實驗，都是使用基于吊架的系統(tǒng)，可以沉淀出厚厚的混凝土，最后構(gòu)建出一個不盡人意的“避難所”，而那些成功的3D打印施工機(jī)器人是無法建造大型建筑的。建筑的實際尺寸往往讓設(shè)計制造看起來很不現(xiàn)實，成本高，大大限制了可建造的建筑尺寸。
Minibots的工作方式基本和同類型的無人施工機(jī)器人一樣，一層一層的澆注流體建筑材料。但它最大的不同是，可以打印的建筑更大，設(shè)計方法不同。
這個系統(tǒng)的核心是一個巨大的主要部件，兩個大圓筒里裝滿了液化的合成大理石，由獨特的配方制成。氣動注射器將通過長管推動材料，這些材料將被放置在建筑工地上，并與三個敏捷的專業(yè)附屬機(jī)器人合作工作。一些研究人員會感覺自己像一個建筑師，通過一個巨大的獨立機(jī)器將自己的建筑想法變成現(xiàn)實，而迷你建筑者的團(tuán)隊則扮演著“承包商”的角色，在建造過程中“招募”各相關(guān)領(lǐng)域的建筑專業(yè)資源。
如何開始構(gòu)建
就像建造傳統(tǒng)建筑一樣，建造過程需要從堅實的基礎(chǔ)開始。“地基機(jī)器人”是Arduino支持的設(shè)備，它還配備了傳感器，可以沿著地面上標(biāo)記的線條工作。建筑師可以在建筑平臺的頂部畫出建筑的輪廓，然后地基機(jī)器人會開始一個連續(xù)的螺旋循環(huán)，澆注前20層建筑材料。基本上，我們可以把這個地面機(jī)器人看作是一個從底層積累建筑材料的“建筑師”。
一旦打好地基，施工人員就可以把一個“抓取機(jī)器人”緊緊地夾在地基上，這個機(jī)器人就緊緊地貼在地基上，瞬間成為世界上最先進(jìn)的“小鏟子”。抓取機(jī)器人的噴嘴可以水平移動，使用更多的材料在地基上創(chuàng)建建筑物，它還可以在建筑物上添加動態(tài)紋理。在澆注新的一層材料時，為了加快材料的干燥固化速度，抓取機(jī)器人還配備了一對加熱器，可以吹出198°F的熱風(fēng)，混合熱固性大理石。由于材料堅硬，支持水平膨脹，機(jī)器人可以打印屋頂或其他懸臂結(jié)構(gòu)。
這種施工方法的主要缺陷是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，因為建筑材料都是往同一個方向澆筑，如果壓力很大，可能會斷裂。Joki？而諾維科夫解決了這個問題，他們使用了膠合板，并發(fā)明了另一種機(jī)器人(據(jù)稱叫做真空機(jī)器人)，這種機(jī)器人可以遍歷整個建筑結(jié)構(gòu)，然后找出上述兩種機(jī)器人在工作中沒有做的事情，然后加固打印材料。最后，在這三個建筑機(jī)器人的幫助下，一個只有兩厘米厚的建筑框架變成了堅固的建筑。
團(tuán)隊努力
“迷你建筑者的概念不僅僅是三個機(jī)器人，而是希望每個建筑機(jī)器人都能通過團(tuán)隊的力量建造更大的建筑，”Joki說。他說，“我們選擇制造這三個機(jī)器人是因為它們是建筑過程中必不可少的元素，例如建筑墻壁和天花板，但Minibuilders建筑機(jī)器人家族完全可以添加新的機(jī)器人來實現(xiàn)多樣化的建筑功能。”
這些原始機(jī)器人令人印象深刻。在這個項目里，除了Joki？還有諾維科夫，還有西班牙加泰羅尼亞高等建筑學(xué)院的人。該項目由俄羅斯科技孵化器SDVentures資助。機(jī)器人架構(gòu)由開源的建筑組裝玩具Erector Set提供，固定裝置為激光切割塑料，放置在一個地方。電機(jī)和滑輪直接從某電子設(shè)備愛好者商店購買，使用可視化編程語言開發(fā)工具Processing開發(fā)代碼。Minibuliders改進(jìn)了一些硬件和軟件，還為設(shè)計師匹配了CAD工具。
“我們可以肯定，微型建筑商將在未來的建筑機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)揮非常重要的作用，我們將繼續(xù)這項研究，”諾維科夫說。“我們也鼓勵其他研究人員一起探索這個領(lǐng)域，所以我們與你分享了Minibuilders機(jī)器人的技術(shù)細(xì)節(jié)。”