《自然》發表工程學論文 仿生無人機實現空中建造3D“樓閣”

英國《自然》雜志21日發表的一篇工程學論文，英國科學家團隊展示了一組受動物啟發的飛行機器人，可以在飛行中建造3D打印結構。未來的飛行機器人可以在偏遠或難以抵達的地點提供房屋或重要基礎設施的建造支持。

人們已開發出地面機器人用于現場建造，因為它們比人類建筑人員更安全、生產力更高。但這些機器人受限于可操作的最大高度，而且大型系統需要插入電源，這降低了這類機器人的機動性。相反，自然中的建筑師，比如黃蜂、白蟻和家燕則高度靈活，可以在飛行中建造巢穴。

受這些自然建筑師啟發，英國帝國理工學院設計了一種新型制造方法，使用一組無系留空中機器人，在人類監管下集群自行建造3D結構。他們分別開發了“建造無人機”用于放置材料，“掃描無人機”則用于評估結構質量。為了測試這個概念，研究人員同時還開發了四種定制的水泥混合物供無人機建造。

這些空中機器人使用泡沫和水泥樣材料建造了概念驗證的圓柱體，分別高2.05米和0.18米。這些結構的建造精度很高，達到5毫米，這在英國建筑要求中是可接受的。無人機可以依照藍圖展開協同工作，期間隨時調整技術，飛行時它們是完全自主的，但由人工控制員監控。

研究人員認為，該技術已經在實驗室進行了測試，隨著進一步開發，未來的空中機器人可以幫助在難以抵達的區域建造結構，例如危險地區、極高處或有自然災害風險的偏遠地區。(張夢然)