[建筑封面章怎么盖的]无人机盖房子登Nature封面!半小时盖2米,未来可上火星
梦晨 Pine 丽翔 凹非寺
物理位 | 社会公众号 QbitAI
赖草,舰载现在都能拉维县盖房了!
在方向总体规划演算法的护持下,它的协同方式是这种的:
上图中黄色抛物线则表示在修建,黄色抛物线则表示返回修建地区去补足金属材料。
或者说配备了3D列印器之后,就可以像这种几层几层地盖上来了:
在加速入役护套资产泡沫金属材料的试验中,舰载列印2.05米高、共72层的圆筒状型建筑物蓝本只需29两分钟,校正了此方式修建小型建筑物的潜能。
而在类石材金属材料的管状建筑物试验,则断定此方式的列印数值不超过5公厘。
相关研究源自英国伦敦王国理工大学高空机器试验室,学术论文荣登新一代三期Nature宣传照。
用舰载群在水星盖房这话听起来归属于奇幻,但事实上意念从自然现象得来。
受蜘蛛启迪,不受内部空间管制
像蜘蛛与山猫觅食,便是这种项目组协同、几层几层共振的丰硕成果。
项目组认为,舰载从高空打造出建筑物有六大竞争优势。
与现代建筑物较之,舰载需用在内部空间严重不足或地貌崎岖不平,小型机械设备无法进行工作的自然环境。
从3D列印建筑物角度,一般来说要列印多大的建筑物就需要比这更大的列印器,或分部件列印再组装。
而舰载模式则摆脱这一管制,在建筑物高度、面积、形态上更为灵活。
往远了说,这项技术需用于未来水星建设。
往近了说还需用于修复现有建筑物的外墙等工作,而且不必再修建复杂的脚手架。
舰载也分工种
用舰载模仿动物觅食可不是一件容易的事,毕竟相较于小动物们,舰载的灵活性还是差了一些的。
因此面对的首要问题就是:如何让舰载盖出一个质量过关的房子?
研究项目组给出了答案:分工合作。
具体来说,就是把舰载划分一下,分成扫描舰载(ScanDrones)和建筑物舰载(BuilDrones),执行不同的功能。
建筑物舰载就相当于现实修建过程中的建筑物工人,负责最一线的修建工作。
它承担了存储建筑物金属材料和盖房的功能。
有了一线建筑物工人,面对整个大建筑物工程,它该从何处下手呢?
这时候就需要一个包工头,来协调它的工作并监督它完成,杜绝豆腐渣工程。
扫描舰载理所应当地充当了这个职位。
在建筑物舰载每盖好几层后,扫描舰载都会扫描整体建筑物的状况并给出建筑物舰载下一步修建的任务,确保整个建筑物按照预期的目标进行。
建筑物舰载、扫描舰载两个一起打配合,听起来也不是很复杂(有种我行我也上的错觉)。
不过若要或者说实施起来,才会发现其中还会有一些棘手的小细节。
一个是舰载的稳定性,盖房这种事情要求很高的准确性,马虎不得。
而在户外,舰载的行动往往会受到气流等各种因素产生一定的位置漂移,这对于建筑物来说是个很致命的问题。
为了解决这个问题,研究项目组在舰载下方的增加了一个稳定器,来补偿建筑物舰载产生的漂移,保证整个修建环节的准确性。
在这个过程中,还有一个不得不面对的工程之外的难题:建筑物金属材料重量。
碍于续航以及承重问题,轻,轻,轻变成了舰载盖房的首要需求。
目前已经实现的地面3D列印建筑物使用的一般是石材或者混凝土。
但总不至于让舰载搬着这么重的建材飞到天上盖房吧。
因此研究项目组与瑞士联邦金属材料试验室合作开发出了一种类似石材的金属材料,在列印时是柔软的,过段时间后就会变硬,最重要的一点是:它很轻。
怎么盖房,拿什么盖房这些都解决了,接下来就是实施问题了。
当然,在盖房的过程中肯定不止一个建筑物舰载,而是一整支「舰载舰队」。
那人多了就会不可避免地产生摩擦,该怎么解决?
为了确保这些建筑物舰载能够在修建过程中独立地完成自己的任务,研究人员开发了一种多智能协同方式。
通俗来讲,每个建筑物舰载都具备内部空间感知和反应的潜能,而这些舰载可以在无监督的状况下进行自主任务分配。
并且,研究人员还将舰载设计为半自主的,以防出现特殊变化时人能够更方便地进行干预,确保整个建筑物工程的顺利进行。
这种一来,整个舰载建筑物项目组便能有条不紊的工作(盖房)了。
研究项目组
这项研究由英国伦敦王国理工大学高空机器试验室与瑞士联邦金属材料试验室合作完成。
通讯作者为MirkoKovac教授,于英国洛桑联邦理工大学智能系统试验室(EPFL)获得博士学位,研究方向为机器设计、流体结构交互和多模态机器移动。
一作是Ketao Zhang,毕业于英国伦敦国王学院与北京交通大学,现在英国伦敦玛丽女王大学工作。
对于这项研究,项目组则表示目前只校正了舰载群在试验室自然环境下的建筑物潜能。
未来还将增加户外测绘系统和GPS,以及开发舰载自动充电功能,进一步减少人类干预的必要。
学术论文地址:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4
参考链接:
[1]https://www.youtube.com/watch?v=pDKNEO0gDuE
[2]https://www.imperial.ac.uk/news/239973/3d-printing-drones-work-like-bees