惊讶！一个机器人就能建一座大厦

一个机器人就能建一座大厦，建筑业迎来了颠覆行业的时机

近日，MIT媒体实验室在《Science Robotics》上发表了一篇关于数字建筑平台（DCP）的论文，文中提到的DCP是一台自动化的建筑系统，能建造即时定制的大型建筑结构。 本文来源于IEEE spectrum，作者Evan Ackerman，雷锋网编译。

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“当我还生活在硅谷时，认为建筑业已经迎来了颠覆行业的时机。”

MIT媒体实验室最近发表在《Science Robotics》的论文应验了此观点，论文指出 “依赖于传统制造技术的建筑是危险的，缓慢且高耗能。” 如此来说，建筑听起来就像是机器人的工作。”

MIT媒体实验室的这篇论文介绍了数字建筑平台（DCP），是一台自动化的建筑系统，能建造即时定制的大型建筑结构。 换言之，数字建筑平台（DCP）使用一个机器人手臂，运用辅助性的建筑技术，安全并快速地修建可重构的大型建筑。

近年来出现了一些有趣的机器人，使用辅助性的建筑技术来建造小型建筑，甚至建造机器人本身。虽然大型机器人建设也是一个积极研究的领域，但一直没有相关的概念或原型出现。此前，在建筑业出现了砌砖机器人，起重机架式的机器人，它们可以3D打印混凝土建筑，甚至通过不停运砖来建造墙壁。在这些建筑解决方案中最实际的可能就是起重机架式的机器人，但其最大的缺点是，此类机器人只有在人工设置机器位置并预调出待建建筑物的情况下，才能发挥最大功效。

（source： Science Robotics）

MIT的数字化建设平台（DCP）则与这些机器人有所不同，它是一台独立的移动式设备（最高速度为0.5m/s），由太阳能电池供电（设备上有几个太阳能电池板），所以只要有阳光，它可以永远运行。DCP拥有3D建筑打印机的功能：手臂很长，最大可打印2,786立方米。机器人本身由两只手臂制成：长手臂自由度为4，负责所有大型动作；另外一个小巧的手臂，自由度为6，如人手一般做精细动作。此系统成本达到了244500美元。

DCP的建造技术很直接：在小臂的末端有一个喷雾器，将两种化学品组合成液体聚氨酯泡沫，能迅速膨胀和硬化。你可以编程命令DCP打印你喜欢的任何东西。在上面的视频演示中，它以每小时1.728立方米的速度打印了一个14.6米宽，3.7米高的半球形开放式圆顶。DCP用泡沫塑造一个混凝土框架：两个泡沫墙，其中一面墙嵌在另一面的内壁，中间有一个空间，放入管件和电器设备，浇入混凝土，使其成为更永久和弹性的结构（或者用灰尘或其他任何东西填补它们）。此后，保留泡沫外层可以增加建筑物的绝缘性质。但即使此建筑只有泡沫没有混凝土，结构仍然非常稳固，足够承受一个成年人在上面蹦跳。

（source： Science Robotics）

因为泡沫能快速干燥，所以它能快速形成一个圆顶形状，连续层不必直接接触到顶部。它甚至可以旋转90度，形成一个平屋顶，或者是无需支撑的架台和长凳。另外，研究人员做过实验，当此建筑需要额外的支撑时，机器能够自动焊成固定形状的链条，将螺纹钢和链条嵌入，概念如下图所示：

（source： Science Robotics）

实现按需建造的功能有两项必要条件：电力和建筑材料。电力是一个难点，尽管不存在真正的技术障碍（添加太阳能电池板能保持机器人启动和运行）。建筑材料更是一个挑战，因为从头开始喷涂泡沫使其定型很困难，但幸好喷雾泡沫不是唯一能用的建筑材料（但它可能是最适合的材料）。研究人员还成功地应用了电烧结玻璃粉（electro-sintered powdered glass），热沉积冰，含砾石和干草纤维的压缩土，所有这些材料都能成为有效的建筑材料，且能批量使用。

（source： Science Robotics）

这是一个非常有趣的想法，只要能提供太阳能和原材料，这些机器就人可以快速，低成本地，自动地构建建筑，通常这三个特征很难兼得。研究人员已经想到了几种应用情景，包括在极地环境中制造冰结构，在沙漠中制造分形结构，将其沉入海洋，为珊瑚礁提供栖息地。

（source： Science Robotics）

这一点使得此类机器人更有价值，尤其是发生在自然灾害或难民危机时，此时需要在低基础设施领域，迅速而低成本地建造大量住房。

此类机器人能否比其他快速建造的解决方案更实用，还有待观察，与许多机器人应用一样，人工建造仍然是最便宜和最有效的方式。