一個(gè)機(jī)器人就能建一座大廈，建筑業(yè)迎來了顛覆行業(yè)的時(shí)機(jī)
近日，MIT媒體實(shí)驗(yàn)室在《Science Robotics》上發(fā)表了一篇關(guān)于數(shù)字建筑平臺(tái)（DCP）的論文，文中提到的DCP是一臺(tái)自動(dòng)化的建筑系統(tǒng)，能建造即時(shí)定制的大型建筑結(jié)構(gòu)。 本文來源于IEEE spectrum，作者Evan Ackerman，雷鋒網(wǎng)編譯。
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“當(dāng)我還生活在硅谷時(shí)，認(rèn)為建筑業(yè)已經(jīng)迎來了顛覆行業(yè)的時(shí)機(jī)。”
MIT媒體實(shí)驗(yàn)室最近發(fā)表在《Science Robotics》的論文應(yīng)驗(yàn)了此觀點(diǎn)，論文指出 “依賴于傳統(tǒng)制造技術(shù)的建筑是危險(xiǎn)的，緩慢且高耗能。” 如此來說，建筑聽起來就像是機(jī)器人的工作。”
MIT媒體實(shí)驗(yàn)室的這篇論文介紹了數(shù)字建筑平臺(tái)（DCP），是一臺(tái)自動(dòng)化的建筑系統(tǒng)，能建造即時(shí)定制的大型建筑結(jié)構(gòu)。 換言之，數(shù)字建筑平臺(tái)（DCP）使用一個(gè)機(jī)器人手臂，運(yùn)用輔助性的建筑技術(shù)，安全并快速地修建可重構(gòu)的大型建筑。
近年來出現(xiàn)了一些有趣的機(jī)器人，使用輔助性的建筑技術(shù)來建造小型建筑，甚至建造機(jī)器人本身。雖然大型機(jī)器人建設(shè)也是一個(gè)積極研究的領(lǐng)域，但一直沒有相關(guān)的概念或原型出現(xiàn)。此前，在建筑業(yè)出現(xiàn)了砌磚機(jī)器人，起重機(jī)架式的機(jī)器人，它們可以3D打印混凝土建筑，甚至通過不停運(yùn)磚來建造墻壁。在這些建筑解決方案中最實(shí)際的可能就是起重機(jī)架式的機(jī)器人，但其最大的缺點(diǎn)是，此類機(jī)器人只有在人工設(shè)置機(jī)器位置并預(yù)調(diào)出待建建筑物的情況下，才能發(fā)揮最大功效。
（source： Science Robotics）
MIT的數(shù)字化建設(shè)平臺(tái)（DCP）則與這些機(jī)器人有所不同，它是一臺(tái)獨(dú)立的移動(dòng)式設(shè)備（最高速度為0.5m/s），由太陽能電池供電（設(shè)備上有幾個(gè)太陽能電池板），所以只要有陽光，它可以永遠(yuǎn)運(yùn)行。DCP擁有3D建筑打印機(jī)的功能：手臂很長(zhǎng)，最大可打印2,786立方米。機(jī)器人本身由兩只手臂制成：長(zhǎng)手臂自由度為4，負(fù)責(zé)所有大型動(dòng)作；另外一個(gè)小巧的手臂，自由度為6，如人手一般做精細(xì)動(dòng)作。此系統(tǒng)成本達(dá)到了244500美元。
DCP的建造技術(shù)很直接：在小臂的末端有一個(gè)噴霧器，將兩種化學(xué)品組合成液體聚氨酯泡沫，能迅速膨脹和硬化。你可以編程命令DCP打印你喜歡的任何東西。在上面的視頻演示中，它以每小時(shí)1.728立方米的速度打印了一個(gè)14.6米寬，3.7米高的半球形開放式圓頂。DCP用泡沫塑造一個(gè)混凝土框架：兩個(gè)泡沫墻，其中一面墻嵌在另一面的內(nèi)壁，中間有一個(gè)空間，放入管件和電器設(shè)備，澆入混凝土，使其成為更永久和彈性的結(jié)構(gòu)（或者用灰塵或其他任何東西填補(bǔ)它們）。此后，保留泡沫外層可以增加建筑物的絕緣性質(zhì)。但即使此建筑只有泡沫沒有混凝土，結(jié)構(gòu)仍然非常穩(wěn)固，足夠承受一個(gè)成年人在上面蹦跳。
（source： Science Robotics）
因?yàn)榕菽芸焖俑稍铮运芸焖傩纬梢粋€(gè)圓頂形狀，連續(xù)層不必直接接觸到頂部。它甚至可以旋轉(zhuǎn)90度，形成一個(gè)平屋頂，或者是無需支撐的架臺(tái)和長(zhǎng)凳。另外，研究人員做過實(shí)驗(yàn)，當(dāng)此建筑需要額外的支撐時(shí)，機(jī)器能夠自動(dòng)焊成固定形狀的鏈條，將螺紋鋼和鏈條嵌入，概念如下圖所示：
（source： Science Robotics）
實(shí)現(xiàn)按需建造的功能有兩項(xiàng)必要條件：電力和建筑材料。電力是一個(gè)難點(diǎn)，盡管不存在真正的技術(shù)障礙（添加太陽能電池板能保持機(jī)器人啟動(dòng)和運(yùn)行）。建筑材料更是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)閺念^開始噴涂泡沫使其定型很困難，但幸好噴霧泡沫不是唯一能用的建筑材料（但它可能是最適合的材料）。研究人員還成功地應(yīng)用了電燒結(jié)玻璃粉（electro-sintered powdered glass），熱沉積冰，含礫石和干草纖維的壓縮土，所有這些材料都能成為有效的建筑材料，且能批量使用。
（source： Science Robotics）
這是一個(gè)非常有趣的想法，只要能提供太陽能和原材料，這些機(jī)器就人可以快速，低成本地，自動(dòng)地構(gòu)建建筑，通常這三個(gè)特征很難兼得。研究人員已經(jīng)想到了幾種應(yīng)用情景，包括在極地環(huán)境中制造冰結(jié)構(gòu)，在沙漠中制造分形結(jié)構(gòu)，將其沉入海洋，為珊瑚礁提供棲息地。
（source： Science Robotics）
這一點(diǎn)使得此類機(jī)器人更有價(jià)值，尤其是發(fā)生在自然災(zāi)害或難民危機(jī)時(shí)，此時(shí)需要在低基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，迅速而低成本地建造大量住房。
此類機(jī)器人能否比其他快速建造的解決方案更實(shí)用，還有待觀察，與許多機(jī)器人應(yīng)用一樣，人工建造仍然是最便宜和最有效的方式。
