複数の自律型ロボットによる空中添加製造

Ketao Zhang^1,2, Pisak Chermprayong¹, Feng Xiao¹

¹Department of Aeronautics, Imperial College London, London, UK.

Nature

|September 21, 2022

まとめ

3Dプリントの空飛ぶロボットは自然の建築家からインスピレーションを得ていますこのスケーラブルなフレームワークは困難な場所での自律的な建設を可能にします

科学分野:

ロボットと自動化
建設工学
材料科学

背景:

アディティブ・マニュファクチャリング (AM) は建設やプリファクチャリングのための静的なロボットや移動ロボットで進歩しています
既存の方法はアクセシビリティと複雑な幾何学的な限界に直面しています.
自然にインスパイアされた集団建築戦略は,新しいAMアプローチの可能性を秘めています.

研究の目的:

空飛ぶロボットのチームによる新しい3Dプリント方法である空飛ぶ追加製造 (Aerial-AM) を導入する.
マルチロボットの3Dプリントと,建物の幾何学に適応可能な経路計画のためのスケーラブルなフレームワークを提示する.
ロボットにリアルタイムの監視と適応能力を備えた自動運転を可能にします

主な方法:

Aerial-AM用のスケーラブルなマルチロボット3Dプリントと経路計画フレームワークを開発しました.
統合された自動飛行ロボット (印刷用のビルドローン,品質評価用のスキャンドローン)
リアルタイムモデル予測制御,自己調整デルタマニピュレータを組み込み,4つの複合材料混合を開発しました.

主要な成果:

2.05mの泡のシリンダーと0.18mのセメントのシリンダーを含む概念証明のプリント.
精密な軌道要求のために5ミリメートルの製造精度を達成しました.
リアルなプリントとマルチロボットのシミュレーションで検証された自律型AM.

結論:

Aerial-AMは空中ロボットの群れを使って飛行中の製造を可能にします
開発されたフレームワークは,適応能力を持つ自律的な構築をサポートします.
Aerial-AMは,無制限,高さ,またはアクセス困難の環境での建設のための将来の可能性を提示します.

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