Plizyè dron te kolabore ak enprime 3D pou konstwi yon kay, e yo te mete rechèch sou kouvèti a nan lanati.

Èske ou ta renmen kite konstriksyon an nan dron epi kite yo fè enprime 3D?

Nou ka wè souvan myèl, foumi ak lòt bèt ki okipe fè nidifikasyon. Apre seleksyon natirèl, efikasite travay yo se etonan.

Divizyon ak kapasite koperasyon bèt sa yo te "pase sou" nan UAVs. Yon etid ki soti nan Imperial College of Technology montre nou direksyon nan lavni, jan sa a:

3D gri nan UAV:

Rechèch sa a te pibliye sou kouvèti Nature nan Mèkredi.

Adrès: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4

Pou demontre kapasite UAV a, chèchè yo te itilize kim ak yon materyèl espesyal ki lejè siman pou konstwi estrikti ki varye nan wotè ant 0.18m rive 2.05m. Konpare ak plan orijinal la, erè a se mwens pase 5mm.

Pou pwouve ke sistèm nan ka okipe fòmasyon UAV ki pi konplèks, ekip la te kreye yon sekans reta santye limyè lè l sèvi avèk limyè yo sou UAV a simulation yon estrikti bòl segondè.

Mirko Kovac, lidè rechèch la ak direktè laboratwa robotik ayeryen nan Imperial College, te di: Yo ka itilize metòd sa a pou konstwi bilding nan Aktik la oswa menm sou Mas, oswa ede repare bilding ki wo ki anjeneral mande pou echafodaj chè.

Sepandan, kounye a, teknoloji sa a toujou sijè a kèk restriksyon, paske UAV yo difisil pou pote objè lou, yo bezwen chaje regilyèman, epi yo toujou bezwen sipèvizyon manyèl. Sepandan, chèchè yo te di ke yo te espere soulaje kèk nan pwoblèm sa yo pa otomatikman chaje UAV a pandan etid pwojè a.

Ki jan enprime UAV 3D reyalize? Nan sans sa a, chèchè yo te bati yon sistèm sofistike.

Entwodiksyon rechèch

Yo nan lòd yo amelyore pwodiktivite ak sekirite, teknoloji konstriksyon ki baze sou robo pwopoze pou asanble konpozan bilding ak fòm gratis fabrikasyon aditif kontinyèl (AM). Konpare ak metòd ki baze sou asanble, fòm gratis kontinyèl AM ka fleksib pwodwi jeyometrik konsepsyon varyab, ki karakterize pa efikasite segondè ak pri ki ba. Sepandan, sistèm gwo echèl sa yo bezwen konekte ak ekipman pou pouvwa a. Li enkonvenyan pou enspekte, kenbe ak repare yo, epi li difisil pou fabrike yo nan anviwònman difisil.

Kòm yon altènativ a gwo sistèm robo sèl, ti robo mobil ka bay pi gwo fleksibilite ak évolutivité. Sepandan, rechèch la sou bati ak fòmasyon robo se toujou nan etap nan eksplorasyon byen bonè nan devlopman. Anplis de sa, wotè fonksyone nan robo milti limite kounye a, epi li pa pral travay si li depase yon seri sèten. Figi ki anba a montre konparezon ant tribin robo SOTA devlope pou AM nan endistri konstriksyon.

Konpare ak sistèm robo aktyèl la ak limit nannan li yo, bòs mason natirèl yo te montre pi gwo adaptabilite nan bilding, ak anpil sèvi ak vòl ak metòd konstriksyon aditif pou reyalize sa. Pou egzanp, vale ka vole 1200 fwa ant sous materyèl la ak sit bilding lan pou konplete nich la piti piti. Ensèk sosyal tankou termit ak gèp montre yon pi gwo degre nan adaptabilite ak évolutivité: konstriksyon ayeryen ki fèt pa gèp sosyal montre optimize chemen efikas ak dirèk, diminye demann navigasyon an nan pwosesis bilding antye.

Sistèm natirèl sa yo enspire metòd konstriksyon kolektif lè l sèvi avèk milti-ajan, ki bezwen rezoud pwoblèm nan kowòdinasyon nan milti-ajan pi lwen pase teknoloji aktyèl la ki disponib. Anplis metòd entèraksyon kolektif nan sistèm robo milti, konsepsyon materyèl ak itilizasyon ak mekanis manipilasyon anviwònman an dwe entegre ak devlope ansanm pou reyalize konstriksyon koperativ.

Sistèm Imperial College te pwopoze a rele Aerial AM, ki konbine mekanis koperasyon byolojik ak prensip jeni epi li reyalize pa plizyè UAV.

Pou reyalize fabrikasyon aditif otonòm, ekip UAV yo bezwen devlope yon kantite teknoloji kle nan paralèl, tankou: 1) robo ayeryen ki kapab fè depo materyèl ak presizyon segondè ak bon jan kalite enprime, ak evalyasyon kalitatif an tan reyèl; 2) Ekip robo ayeryen yo ka difize pwòp aktivite yo youn ak lòt, pataje done san fil, epi yo pa entèfere youn ak lòt; 3) Navigasyon otonòm ak sistèm planifikasyon travay, konbine avèk estrateji chemen enprime, adaptive detèmine ak distribye travay fabrikasyon; 4) Konsepsyon oswa chwazi plan materyèl, espesyalman melanj siman ki lejè ak enprime, apwopriye pou metòd fabrikasyon aditif ayeryen san yo pa bezwen kofraj oswa echafodaj tanporè.

Aerial AM itilize de kalite platfòm robo ayeryen, yo rele BuildDrone ak ScanDrone respektivman. Yo itilize BuildDrone pou anpile materyèl fizik, epi ScanDrone yo itilize pou fè analiz ayeryen ak obsèvasyon verifikasyon apre chak kouch materyèl yo depoze. De tribin robo yo kowòdone sou workflows respektif yo atravè metòd distribiye milti-ajan. Sik konstriksyon an gen ladan karakterizasyon pèfòmans enprime nan vòl BuildDrones ak ScanDrone, adaptasyon an tan reyèl trajectoire ak enprime materyèl nan BuilDrones, ak verifikasyon efè enprime pa ScanDrone ak sipèvizè imen.

Figi 2. Kad AM ayeryen pou AM san restriksyon ak san limit.

Fondasyon milti-ajan Ayeryen AM ki te pwopoze pa nouvo rechèch la konsiste de de sik, ki kouri sou echèl tan ralanti te planifye a ak echèl tan rapid operasyon an tan reyèl respektivman pou fabrikasyon ak obsèvasyon pwogrè. Nan prèv la nan konsèp, chèchè yo te itilize sistèm vizyon ayeryèn scandrone pou fè eskanè 3D pou kat pwogrè a, epi yo itilize materyèl kim elaji pou konstwi yon gwo silenn.

Figi 3. Ayeryen AM BuildDrone enprime 2.05 m segondè jeyometri silendrik, ki gen ladan 72 vwayaj depo materyèl, ak ScanDrone fè evalyasyon enprime an tan reyèl.

Figi 4. De BuildDrones itilize manipilatè delta konpansasyon erè pou enprime 3D silenn ki gen miray mens pou depoze materyèl siman.

Figi 5. Ayeryen AM milti robo tras vityèl enprime bòl ki gen fòm wotasyon sifas. a. C se chemen vòl la, b ak d se vi an tèt ak vi pèspektiv. F montre rezilta simulation itilize 15 robo pou enprime jeyometri elaji, ak yon dyamèt anba 15 m.

Atravè depo materyèl BuildDrone ak evalyasyon an tan reyèl kalitatif nan estrikti enprime pa ScanDrone, chèchè avèk siksè enprime yon silenn jiska 2.05 mèt segondè, pwouve kapasite nan metòd Ayeryen AM pou fabrike gwo objè jewometrik. Eksperyans nan fabrikasyon nan silenn miray mens siman pwouve ke kouple a nan manipilatè delta paralèl pwòp tèt ou-aliyen ak BuildDrone pèmèt materyèl yo dwe depoze ak presizyon segondè (maksimòm erè pozisyon 5 mm) nan direksyon orizontal ak vètikal, ki se nan seri a akseptab nan. Kondisyon achitekti Britanik yo.

Tras vityèl AM ak rezilta simulation yo montre ke fondasyon Aerial AM la ka efektivman enprime divès kalite fòm jewometrik atravè fabrikasyon paralèl robo milti, rezoud konjesyon, ak adaptasyon konplè nan kondisyon nòmal.

Malgre ke eksperyans sa yo te avèk siksè verifye posibilite nan Aerial AM, yo se sèlman premye etap la eksplore potansyèl la nan sèvi ak robo ayeryen pou bati. Chèchè yo te di ke yo nan lòd yo reyalize bilding lan enprime 3D nan UAV, yo dwe fè pwogrè enpòtan nan teknoloji robo ak syans materyèl, espesyalman nan jaden fwontyè yo tankou depo materyèl sipò, geri materyèl aktif ak pataje travay nan mitan. robo miltip.

Pou UAV nan tèt li, yo nan lòd yo fè rezilta rechèch yo soti nan laboratwa a, chèchè yo ap planifye pou aplike yon sistèm milti-detèktè similtane pwezante ak kat (SLAM) ak sistèm diferan pozisyon mondyal (GPS) bay ase pwezante deyò.

Apre yo te mete an pratik, Aerial AM ka bay yon fason altènatif pou sipòte lojman ak konstriksyon enfrastrikti enpòtan nan zòn ki lwen.

Lyen referans:

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4

https://www.technologyreview.com/2022/09/21/1059864/drones-3d-print-tower/

Tit orijinal: Building a House with Multi UAV Collaborative 3D Printing and Research on the Cover of Nature