如何用无人机建造房屋

参考消息网9月28日报道 据德国《世界报》网站9月25日报道，无人机可以在飞行中逐层建造大型物体——就像一台飞行的3D打印机。例如，未来可用这一方法在难以进入的地点或灾后建造临时住房，以及在不使用脚手架的情况下修复外墙。伦敦帝国理工学院的米尔科·科瓦奇领导的团队最近在《自然》杂志上介绍了他们的这一发明。
3D打印房屋已不新鲜。研究人员写道，目前主要使用地面机器人和起重机系统进行现场施工。然而，这种建筑技术早已无法适用于所有地点和情况。科瓦奇团队在开发新方法时从黄蜂和燕子筑巢中获得了灵感。
报道称，两种不同类型的无人机被用于施工：“建造无人机”负责运输建筑材料并根据施工图纸进行堆砌；“扫描无人机”在每堆砌一层后对施工现场进行扫描，所得数据用于创建一个三维模型。
如果施工偏离了图纸，建造无人机会得到反馈，重新调整建筑材料的堆砌。为了提高精确度，研究人员开发了一个系统，用来微调悬垂在无人机下方的喷嘴。该系统可补偿无人机飞行轨迹的波动，将建造误差控制在5毫米以内。
为了展示他们的这项技术是如何工作的，研究人员让一架建造无人机和一架扫描无人机创造了一个两米多高的圆柱形物体。为此，他们使用了一种硬化速度极快的聚亚安酯基建筑泡沫。
这是因为，建筑材料不能被无人机螺旋桨产生的风吹落，每层材料也必须迅速硬化稳定，以便于堆砌下一层。建造一个直径为30厘米的圆柱体，无人机团队需要29分钟。
研究人员还用一种传统、基于水泥的材料进行了实验。为了使材料更轻，他们混入了黄原胶（一种多糖）和羟乙基甲基纤维素。这些物质的特性使水泥样材料能够迅速硬化。不过，无人机团队花了两个多小时才建造出一个18厘米高、外径33.5厘米的圆柱体。
若干架无人机协作可以加快施工速度。研究人员通过使用三架无人机虚拟（不使用建筑材料）建造一个圆顶形物体，证明了这在原则上是可行的。借助发光二极管可以跟踪无人机的飞行轨迹。
报道指出，亮点在于，研究人员编写的程序要求无人机不能妨碍彼此的工作。在所建造物体直径不断减小的较高处，最终只有一架无人机在工作——而研究人员并未在程序中明确要求这一点。
伦敦帝国理工学院在一份声明中援引科瓦奇的话说：“我们已经证明无人机可以自主和协同建造及修复建筑物，至少在实验室条件下是如此。”研究人员希望逐步改进技术，使无人机最终能够用于常规房屋的建造。科瓦奇说：“我们相信，与传统的人工方法相比，我们的无人机团队未来将有助于降低建造的成本和风险。”