Tým z londýnské Imperial College zkonstruoval několik autonomních dronů, které umí při letu vyrobit téměř jakoukoli navrženou strukturu na vlastní 3D tiskárně. Jednotlivé stroje přitom nepracují samostatně, ale vzájemně se doplňují. Novou flotilu výzkumníci pojmenovali Aerial-AM (česky letecká aditivní výroba) a doufají, že se v budoucnu stane významným pomocníkem při stavbách v obtížně dostupných lokalitách nebo při přírodních katastrofách.
První výsledky nových dronů nejsou vůbec špatné, při testech flotila vytiskla několik odlišných struktur s použitím různých materiálů. Podařilo se přitom dodržet milimetrovou přesnost, a to i s minimálním lidským dohledem. Přesto jsou ale stávající stroje pouhým prvním krokem na dlouhé cestě, protože zatím dokážou vytvořit jen základní a jednoduché konstrukce.
Klíčová je vzájemná spolupráce
Použití robotů při stavbě není ve skutečnosti nic nového, díky sofistikovanějším algoritmům k tomu dochází stále častěji. Vědci chtějí stroje použít třeba při dokončování sádrokartonu, což by mělo výrazně ušetřit čas. Dalším velmi diskutovaným nápadem je využít 3D tiskárny ke stavbě cenově dostupných domů. Poslední dobou se totiž budovy vzniklé touto technologií stávají realitou čím dál častěji, přičemž nabídka je vskutku široká – od pěkných malých domků až po cenově dostupné vícepokojové apartmány.
Problematický je ale přístup těchto technologií mimo města. Na nekvalitních a nezpevněných cestách mají často problémy i běžná auta, takže určitě pak nejsou vhodné pro přepravu masivních 3D tiskáren či jiných stavebních robotů. Právě kvůli tomu se britští vědci rozhodli, že by bylo žádoucí naučit 3D tiskárny létat. Inspirovali se přitom u včel, jejichž síla spočívá ve vzájemné spolupráci, díky čemuž jsou vysoce efektivní třeba při navigaci nebo dávkování stavebního materiálu.
Řešením výzkumníků se stal software Aerial-AM. Ten využívá různých nápadů, zásluhou kterých může každý stroj fungovat paralelně – přesně jako v roji. Drony tak za letu nejen tisknou, ale zároveň i vysílají vlastní polohu a aktivitu svým sousedům. Díky automatickému navigačnímu systému navíc zvládají pohyb ve vzdušném prostoru, aniž by do sebe narážely. K samotnému tisku pak používají lehký pěnovitý materiál nebo cementovou směs.
Dron zvládne i stavební kontrolu
Dalším inovativním nápadem vědeckého týmu bylo rozdělení dronů do dvou skupin podle plánovaného účelu. První z nich, označovaná jako BuilDrone, na základě předchozího naprogramování autonomně vytváří zadanou konstrukci. Práci této skupiny následně kontrolují drony ze skupiny ScanDrone, které pomocí počítačového vidění skenují probíhající stavbu a které stejně jako manažer na staveništi pak poskytují zpětnou vazbu ,stavařům‘ po každé nanesené vrstvě.
Mohlo by se zdát, že celý proces je řízen výhradně roboty. Leč tak tomu dozajista není. Lidští supervizoři mohou upravit jak fázi výrobní strategie, tedy nejlepší způsob tisku materiálu, tak i samotnou fázi výroby. Před tiskem navíc vědci provádějí simulaci, která proces důkladně ověří.
Drony zatím zvládly postavit třeba dva metry vysoký válec s více než 72 vrstvami materiálu z polyuretanové pěny. Kromě toho pak vyrobily i strukturu podobnou proutěnému košíku. Jinými slovy, stavební roj se osvědčil a vědce navíc překvapilo, že roboty zvládly rovněž spolupráci v tak velké skupině. I při výrazném zvýšení počtu dronů byl stále každý z nich schopný upravit svoji cestu, aby se vyhnul kolizi. „Věříme, že naše flotila může v budoucnu pomoci snížit náklady a rizika výstavby ve srovnání s tradičními manuálními metodami,“ řekl pro Singularity Hub vedoucí vědeckého týmu Mirko Kovac.
