Science重磅推出|MIT研發出打破世界紀錄的建築機器人，半天建好一座房！或與NASA合作建設外太空

05-20

昨天，sciencerobotic以「建築未來」為引重磅推出了MIT的最新研究成果——3D列印建築機器人。這款移動機器人全程耗時13.5小時，完全獨立操作，構造了一座直徑為14.6米的一棟圓頂建築，也打破了世界紀錄。

這款機器人被稱為「數字建築平台」，是由麻省理工學院的Mediated Matter實驗室設計完成的。它具有一個履帶式的移動底盤，一個大型的4自由度的液壓懸臂，懸臂的頂端安裝了一個6自由度的Kuka機械臂，機械臂的頂端還可以替換焊接、挖掘和列印等不同工具。當然，機械臂上還配備了一套感測設備，用來幫助機器人進行定位和控制它的穩定性。機身上安裝的電池板可以輔助車載電池共同為機器人提供動力（理論上，只要有陽光，便可以永久運行）。機器人懸臂的工作範圍超過10米，可以完全勝任直徑10米以上的大型建築。DCP複製了3D建築印表機的大部分功能，其最大可列印量為2,786立方米。整套設備的總成本達到了244,500美元。

本文開頭提到的打破世界紀錄的建築，是由MIT的科學家設計的一套完整程序，「數字建築平台」可以自行開出倉庫，在Kuka小臂的末端有一個噴霧器，它會將兩種化學品組合成液體聚氨酯泡沫，從而迅速膨脹和硬化。它以每小時1.728立方米的速度一層接一層地製作了一個14.6米寬，3.7米高的半球形開放式圓頂。DCP通過逐層列印發泡材料的方法製作出一堵空心牆，充當保溫層。當放入管道，電氣和材料後，可以用混凝土將其澆注成一個更永久和彈性的結構（或者用土或其他任何東西填充）。這樣做完之後將泡沫留在原地可以增加建築物的絕緣。即便如此，只有泡沫而沒有混凝土的結構仍然足夠強大，一個受過良好教育的研究生可以在其上玩跳房子。

MIT的研究人員，突破性的首次將激光發射器應用到了建築平台的懸臂上。這套設備不僅可以降低平台的整體重量，擴大覆蓋範圍，還有助於更加精確的感知噴嘴的位置，幫助抵消懸臂其他位置的干擾性動作。這套設備能夠幫助懸臂與參照物保持相對穩定的特性，也使其水平列印的技巧相當出眾，就如上圖所示，它可以在建築物內側懸空打造一個長凳。

除去固有材料，「數字建築平台」還可以就地取材，目前研究人員還成功地對電燒結粉末玻璃，熱沉積冰和含有礫石和乾草纖維的壓縮土進行了一些初步實驗。根據構建建築的地方，所有這些材料都可能在本地找到並批量使用。因而，他們還希望在未來看到這款機器人能登錄火星，根據當地的土壤和氣候環境設計一種建築，並自主收集能量和材料，從而建造房屋，甚至是城鎮。

該項目的研發人員透露，目前美國國家航空航天局（NASA）、美國軍方、谷歌都和他們進行過溝通，希望能有進一步的合作機會，還有一個人甚至想用這種技術建造一個地下籃球場。

按照MIT發表在science robotics上的論文所示，只要您提供太陽和原材料，這些機器人就可以快速，自主地，並且以非常低的成本來構建建築。研究人員已經想到了幾種工作情景，包括在極地環境中製造冰結構，在沙漠中利用沙子形成分形結構，以便稍後沉入海洋提供珊瑚礁棲息地。

這樣說來，像這樣的機器人似乎在自然災害或難民危機之後，需要在基礎設施比較落後的地方迅速而廉價地創造大量的住房時最有價值。或許這就是建築業的未來。