机器人群帮助科学家3D打印未来的建筑物
Today there’s more talk than ever before of using 3D printers to print all sorts of buildings, from small houses, and family houses, marine barracks, to giant 80 storey skyscrapers like the ones planned in Dubai, but there’s a fundamental issue that has to overcome first – to 3D print a building you either need a huge 3D printing device, or you need a different approach.And thankfully nature, again, as it does so many times, has shown researchers the way – after all, tiny ants working in a coordinated team can create some incredibly complex structures.
现在，新加坡南洋技术大学的一项新研究为未来铺平了道路，在该未来中，机器人可以以几乎相同的方式3D打印建筑，并在合作的“群体”中共同努力。
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目前，3D打印结构遭受了规模问题。很难打印出比打印机大得多的结构。通常，周围的方法是让机器人一个接一个地打印出来，然后再将其加入，但是这种所谓的“顺序打印”意味着新鲜和硬化混凝土之间将有关节，从而削弱了粘结强度。
为了解决施工规模的问题而不诉诸零碎印刷，由NTU新加坡助理教授Pham Quang Cuong领导的团队开始研究与两个或多个机器人同时打印结构的可能性。
帕姆在大学的新闻稿中说：“我们设想了一组机器人，可以将其运送到工作场所，打印大块混凝土结构，然后一旦印刷了零件，然后就进入下一个项目。”
该团队开发了具有移动人文基础的机器人。这意味着可控的自由度与总自由度相同，从而使其更灵活地移动。机器人配备了一个六轴机器人臂，并在末端带有打印喷嘴，以涂抹混凝土。与通常具有三个或四个的传统龙门式印刷系统相比，具有更多的轴，使它们可以在层之间打印更光滑的过渡。
为了创建机器人将遵循的路径，并确保它们在打印时不会互相撞击，团队将结构的3D CAD模型分为薄片，并将机器人的路径格式化为优化问题。然后，他们使用此“切成薄片”模型来编程每个机器人遵循的路径。当它们打印时，机器人使用了立体声摄像头，以及一组传感器和扫描仪来开发环境图，以确保它们处于正确的路径上。研究人员在打印区域周围设置了Aruco标记，以帮助机器人完成此任务。
使用它们的地图和传感器，机器人能够在八分钟内打印出1.86m x 0.46m x 0.13m（6.10ft x 1.5英尺x 0.43英尺）的结构，是处理顺序打印的速度的两倍。该结构在一天之内变硬，并在一周内充满力量。
该团队有几个方向，他们想通过其技术追求。他们计划像大多数建筑工地一样为粗糙的地形开发更好的移动性计划系统，并在喷嘴中添加更多传感器，以确定如何移动以抵消地形变化。他们还想进一步优化其层连接技术。
他们对机器人可能对建筑的未来意味着什么感到兴奋。
“这样的创新向行业展示了现在的可行性，并证明了如果我们在开发新技术以增强传统建筑和建筑方法的创造性时，将来可以做什么，” 3D印刷的新加坡执行董事Chua Chee Kai教授说。
