發表在今天的《自然》雜誌上的一篇重要論文中，倫敦帝國理工學院和瑞士聯邦材料科學與技術實驗室的研究團隊開發出一種3D列印的無人機，可以就像蜜蜂一樣工作，在飛行中一邊飛一邊搞建造和修復結構物。

研究人員說，這項技術已經在實驗室進行了測試，最終可用於在高樓大廈等難以進入或危險的地方進行製造和建設，或幫助災後救援建設。

3D列印在建築業的發展勢頭越來越重要。無論是在現場還是在工廠，靜態和移動機器人都能打印出用於建築專案的材料，如鋼和混凝土結構。

這種新的3D列印方法使用被稱為無人機的飛行機器人，這些機器人使用集體建築方法，其靈感來自於蜜蜂和黃蜂等自然建築者，他們共同創造大型複雜的結構。

機群中的無人機被統稱為航空增材製造（Aerial-AM），它們根據單一的藍圖合作工作，在工作中調整其技術。它們在飛行時是完全自主的，但由一個控制器監控，該控制器根據無人機提供的資訊檢查進度並在必要時進行干預。

首席作者、帝國理工學院航空系和Empa機器人材料與技術中心的Kovac教授說：“我們已經證明，無人機可以自主和協同工作，建造和修復建築物，至少在實驗室裡是這樣。我們的解決方案是可擴充套件的，將來可以幫助我們在難以到達的地區建造和修復建築”。

Aerial-AM同時使用3D列印和路徑規劃框架，以幫助無人機在建造過程中適應結構的幾何形狀變化。機群由BuilDrones和ScanDrones組成，BuilDrones在飛行過程中沉積材料，而ScanDrones則持續測量BuilDrones的輸出，並告知其下一步的製造步驟。

為了測試這個概念，研究人員開發了四種定製的水泥混合物，供無人機使用。在整個建造過程中，無人機實時評估列印的幾何形狀，並調整其行為，以確保它們符合建造規範，製造精度為5毫米。

概念驗證列印包括一個2。05米高72層的圓柱體，採用聚氨酯基泡沫材料，以及一個18釐米高28層的圓柱體，採用定製設計的結構膠凝材料。

該技術為未來在高處或其他難以進入的地方建造和修復結構提供了可能性。接下來，研究人員將與建築公司合作，驗證這些解決方案，並提供維修和製造能力。

Kovac教授說：“我們相信，與傳統的人工方法相比，這種無人機隊可以幫助降低未來的建築成本和風險”。

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