Здания просто не похожи ни на что другое — это касается солнцезащитных очков, мебели, бытовой техники и истребителей. Никакой другой производственный процесс не собирает огромное количество материалов в одном месте, создает один предмет, а затем вывозит мусор. Неэффективность монументальна.

Модульная конструкция обещает большой потенциал для сокращения отходов. Но что, если один из ответов — сделать более сложную конструкцию на месте, а не меньше? 3D-принтеры, прикрепленные к роботам и дронам, демонстрируют, что они могут обладать универсальностью, чтобы, наконец, поставить под контроль неуправляемый процесс строительства.

Технологии, объединенные для 3D-принтера робота или дрона, могут быстро стать арахисовым маслом и желе производственной технологии 21-го века. Эти неизбежные сочетания обещают новый уровень эффективности, скорости, устойчивости и автоматизации, а также ставят вопросы о труде и характере авторства дизайна.

Ранее этим летом компания MX3D попала в заголовки газет из-за невероятных планов по 3D-печати пешеходного моста с помощью многоосевых роботов. От создания кожи до исследования Марса — вот еще четыре приложения для 3D-принтеров для роботов и дронов, готовых как путешествовать по земле, так и подниматься в небо.

1. MUPPette: Здесь нет ни слова

MUPPette Воздушный дрон для 3D-печати дебютировал в Зоопарке роботов SXSW. Прямое слияние робототехники и 3D-печати, которое немного похоже на игрушку с дистанционным управлением, MUPPette было разработано Тэмом Траном и Джаредом Широм из Gensler. Их шестироторный беспилотник перемещается с помощью лазерного дальномера и датчиков GPS, неся гравитационный спиральный конвейер для экструдирования бетона.

МАППЕТТ. Предоставлено Генслер. Ранний успех

MUPPette заставил его дизайнеров задаться вопросом, насколько жизнеспособным является метод его изготовления. «Сейчас 3D-печать — это просто экструзия, — говорит Тран. «Очень редко мы выдавливаем что-то, чтобы занять. Обычно мы заполняем или строим множество деталей».

В идеале, говорят Шиер и Тран, роботы для 3D-печати могли бы решить эту проблему, используя материал, который является одновременно и структурой, и оболочкой, что является непреходящей мечтой архитекторов со времен модернизма. Такое решение удовлетворило бы первоначальное стремление Баухауза к формальному и организационному минимализму и принесло бы дополнительную материальную эффективность.

Единая, напечатанная на 3D-принтере структура и оболочка также позволят зданиям расти более органично, как деревья. «Я могу представить себе мобильность устройства [позволяющего вам строить] рядом с другим зданием», — говорит Шиер. «Не нужно строить леса. Вы просто запускаете дрон, и он начинает расти в какой-то форме со стороны другого здания».

2. Минибилдеры: чем сложнее, тем лучше работает

«Проблема архитектуры и строительства, — говорит Петр Новиков, — заключается в том, что мы проектируем в цифровом виде, а затем строим вручную, и между их. »

Вакуумный робот Minibuilders использует присоску, чтобы прикрепиться к поверхности конструкции, добавляя вертикальное усиление. Предоставлено Minibuilders и Институтом передовой архитектуры Каталонии.

Если не вмешаются несколько роботов, разработанных Новиковым и его командой.

Имея образование в области архитектуры и робототехники, Новиков был одним из ведущих исследователей в Институте передовой архитектуры Каталонии в проекте Minibuilders. Вместе с ведущим исследователем Сасой Йокичем Новиков и их команда разработали систему из трех роботов, которая может создавать конструкции человеческого масштаба из мрамора и полимерного композита.

По иронии судьбы изящное и продуманное решение команды не убедило Новикова в том, что это универсальное строительное приложение. Он рассматривает эту технологию как более специализированный инструмент. Разработка более качественных материалов для печати — это всепоглощающая миссия для всех, кто работает в этой области, и Новиков считает отсутствие возможности реконфигурации 3D-печати серьезным недостатком.

Но «это определенно полезно, если мы говорим о строительстве в нестандартных условиях», — говорит он. В удаленных или экстремальных условиях, где нет существующего модульного набора плиток для строительства или неизвестно, какой будет местность вообще, настройка, обеспечиваемая роботами для 3D-печати на месте, идеальна. Примеры варьируются от просто негостеприимных (пустыня) до внеземных (лунная или марсианская база). Чем сложнее местность, тем практичнее она становится.

НАСА соглашается. Недавно компания объявила конкурс на сумму 2,25 миллиона долларов на технологию, которую можно использовать для 3D-печати среды обитания с использованием переработанных или местных материалов.

3. Swarmscapers: печать связи между проектированием и строительством

Swarmscapers под руководством профессора Калифорнийского колледжа искусств (CCA) профессора Джейсона Келли Джонсона — это модель того, как 3D-печать, автономные роботы могут использовать нативные -материалы сайта по сценарию, предусмотренному НАСА.

Лаборатория цифровых ремесел Калифорнийского колледжа искусств Swarmscaper. Предоставлено CCA и Джейсоном Келли Джонсоном.

В рамках магистерской программы CCA Digital Crafts Lab и инициативы Creative Architecture Machines Джонсон и его ученики создали серию роботов с двумя гусеницами, которые помещаются в камеру, заполненную опилками. Путешествуя по кольцу, они используют экструдированный клей, чтобы склеить слои опилок, в то время как вентилятор поднимает достаточно окружающего материала, чтобы покрыть каждый слой клея. Этот проект с полностью открытым исходным кодом создает кластеры овулярных конусов, похожие на термитники.

На следующем мастер-классе Джонсона, совместно с инженером Майклом Шайло, будет изучено, как создавать структуры, сочетающие в себе несколько материальных элементов или функций. Даже самое простое здание содержит конструктивные элементы, внутреннюю и внешнюю отделку, электрику, сантехнику и освещение. 3D-печать — это в основном экструзия одного элемента. Так как же превратить это в стену и прикрепить кухонную раковину? «Наша краткосрочная цель — исследовать связь двух из этих вещей — посмотреть, как вода может быть интегрирована в обшивку здания и как робот может перемещаться по ней», — говорит Джонсон.

Самое главное, Джонсон видит, что 3D-печать и роботы сокращают пропасть между дизайном и производством: слепая зона, где время и деньги тратятся впустую, а появляются новые творческие возможности.

«Способ, которым архитекторы занимаются проектированием, становится все ближе и ближе к тому, как вещи будут производиться и строиться», — говорит Джонсон.

4. Строительство ниточного и воздушного роботизированного моста: проектирование процесса

Джонсон хочет, чтобы 3D-печать и роботы сократили разрыв между проектированием и строительством. Профессор Лондонской архитектурной ассоциации (AA.DRL) Роберт Стюарт-Смит хочет полностью его разрушить.

Печать прототипа для программы строительства воздушных роботизированных мостов. Предоставлено студией AA.DRL.

Архитектор и исследователь, который руководит студией магистратуры в школе, Стюарт-Смит работает над внутренним программированием и алгоритмами, которые управляют воздушными дронами для 3D-печати, что позволяет им автоматически пересматривать и импровизировать проекты, которые они создают. Он представляет себе рои воздушных дронов, использующих автономное совместное принятие решений, которые приземляются на строительную площадку, имея в виду базовый шаблон, изменяя его на лету, чтобы он лучше соответствовал строительной площадке. «Более половины проектирования происходит в режиме реального времени, — говорит Стюарт-Смит.

Проекты AA.DRL включают в себя как реальные прототипы, так и компьютерное моделирование. Созданные по образцу того, как строятся муравьи или термиты, они представляют собой жуткую смесь геометрической точности и биоморфной эволюции. Нить использует дронов для автоматического укладки нитей в подвешенную геометрическую форму кокона, по-видимому, продукт примитивных ос-роботов. Компьютерная программа Aerial Robotic Bridge Construction моделирует, как система дронов может спуститься с неба, как нашествие саранчи, и консольно выдвинуть со стороны утеса две биоморфные конструкции, которые встречаются посередине, чтобы стать мостом. (Прототип оборудования для печати, разработанный для этого теоретического применения, распылял смолу, отверждаемую УФ-светом, которая мгновенно отверждалась набором бортовых лазеров.)

Нить. Предоставлено студией AA.DRL.

Stuart-Smith предвидит, что дроны будут устранять неполадки в их проектах по мере их продвижения, сглаживая ошибки и несовершенства и планируя заранее, строя конструкции без какого-либо надзора со стороны человека. Он говорит, что этот уровень автоматизации повысит точность, а также эффективность использования материалов и энергии.

«Строительство зданий может стать невероятно быстрым и индивидуальным процессом», — говорит он. «Все будет сжато». Стюарт-Смит полагает, что строительство здания будет похоже на использование настольного 3D-принтера: «Вы можете сделать разнообразие без дополнительных затрат, и вы можете сделать это очень быстро».

Армии роботов, пересматривающих работу архитекторов, легко представить как мечту технолога, так и кошмар архитектора. Но если предположить, что эти дроны для 3D-печати программируют именно архитекторы, Стюарт-Смит рассматривает архитекторов не как мастеров-строителей, а как опытных программистов, устанавливающих параметры того, что должно быть построено. Идея представляет архитектора не как автора сооружения, а как автора более мощного процесса.

По словам Стюарта-Смита, сотни плавающих прецизионных сопел, выбрасывающих строительный материал с высокой точностью, откроют новые миры формальных возможностей. «[Будет] больше возможностей для дизайна, — говорит он, — больше переменных для большего влияния».

Об авторе

Зак Мортис — архитектурный журналист из Чикаго.

Следите за новостями в Твиттере

Контент Зак Мортис

Петр Новиков — Номинант премии

Этот веб-сайт был создан с помощью. ..

• Архитектура
• Культура и образование
• Технология
• Большие фоновые изображения
• Чистый
• Плоский дизайн
• Полноэкранный режим
• Минимум
• Видео

Дизайн

Удобство использования

Креативность

Контент

Общий вид

• 8

  6

  7

  6

  7,00

• 7

  7

  6

  6

  6,70

• 6

  6

  6

  6

  6,00

• 5

  5

  5

  6

  5.