Istraživači sa MIT-a razvili su koncept robotske gradnje zasnovan na modularnim elementima koji bi mogao značajno da unapredi održivost i efikasnost u građevinarstvu. Prema rezultatima nove studije, objekti sastavljeni od takozvanih voksela – trodimenzionalnih građevinskih jedinica koje se međusobno uklapaju – mogli bi da imaju znatno manji ugljenični otisak u poređenju sa pojedinim savremenim metodama gradnje.
Robotska gradnja zasnovana na modularnim elementima (Foto: MIT)
Tim iz Centra za bitove i atome pri MIT-u sproveo je istraživanje kako bi procenio mogućnost izgradnje jednostavne zgrade korišćenjem modularnih blokova koje sastavljaju roboti.
Nakon analize više postojećih modela, istraživači su razvili tri nova tipa voksela projektovana za bržu i jednostavniju montažu. Paralelno su osmislili i robotski sistem za sklapanje, kao i softver za projektovanje i upravljanje gradnjom.
Oglas
Prema rezultatima studije, ovakav sistem mogao bi da smanji ukupnu emisiju ugljenika tokom životnog ciklusa građevinskih materijala i do 82 odsto u poređenju sa tehnologijama poput 3D štampe betonom, prefabrikovanih betonskih sistema i čeličnih konstrukcija. Istovremeno, procenjeno je da bi troškovi i vreme izgradnje bili konkurentni postojećim metodama.
Istraživači ipak naglašavaju da je izbor materijala ključan faktor. Dok su plastični vokseli pokazali slabije rezultate kada je reč o održivosti, modeli izrađeni od čelika i drveta ostvarili su značajne ekološke prednosti.
Čelični vokseli generisali bi oko 36 procenata emisije ugljenika potrebne za 3D štampu betonom, dok su drveni elementi imali još bolje rezultate.
Miana Smith, vodeći autor istraživanja, navela je da robotska montaža rešetkastih struktura otvara mogućnost praktične primene digitalne fabrikacije u građevinarstvu, uz efikasniju i održiviju izgradnju.
Na projektu su radili i Paul Richard sa Savezne politehničke škole u Lozani, Alfonso Parra Rubio i Neil Gershenfeld sa MIT-a. Studija je objavljena u časopisu Automation in Construction.
Inspiracija iz vazduhoplovne industrije
Istraživači su u ovom projektu primenili principe koji se koriste u vazduhoplovstvu. Vokseli su razvijani kao lagane i čvrste rešetkaste strukture koje su ranije razmatrane za avionska krila, vetroturbine i svemirske konstrukcije.
Neil Gershenfeld istakao je da je cilj istraživanja da se principi efikasne proizvodnje iz avio-industrije prenesu u građevinski sektor. Njegov tim je ranije sarađivao sa kompanijama NASA, Airbus i Boeing na projektima vezanim za voksel sisteme.
Novi modeli zasnivaju se na takozvanoj oktet geometriji koja omogućava precizno i stabilno povezivanje elemenata bez velikog broja dodatnih spojeva. Time se proces gradnje ubrzava i pojednostavljuje.
Roboti za montažu konstrukcija
Za sklapanje objekata razvijeni su MILAbots roboti, koji se kreću preko konstrukcije poput gusenice. Oni koriste hvataljke na oba kraja tela kako bi postavljali i povezivali voksel elemente.
Prema objašnjenju istraživača, roboti mogu precizno da postavljaju blokove i aktiviraju sistem međusobnog zaključavanja elemenata. Softver istovremeno određuje njihove putanje i automatski upravlja procesom gradnje.
Analiza je pokazala i da bi robotska montaža mogla da skrati vreme izgradnje. Procena je da bi za izgradnju jednostavne prizemne zgrade bilo potrebno oko 99 sati, dok se postojećim metodama isti posao obavlja za približno 155 sati.
Prednost sistema je i mogućnost paralelnog rada većeg broja robota. Iako pojedinačni MILAbot radi sporije od klasičnih automatizovanih sistema, tim od 20 robota može da dostigne ili nadmaši postojeće metode uz niže troškove.
Dodatna prednost voksel konstrukcija jeste fleksibilnost. Objekti mogu naknadno da se proširuju, rastavljaju i prilagođavaju novim potrebama korisnika.
Sledeća faza projekta biće testiranje sistema u Butanu, gde će istraživači koristiti "super fab lab" centar za razvoj i proveru tehnologije u okviru planiranog održivog grada.
Tim planira i dalja istraživanja stabilnosti konstrukcija, otpornosti na bočna opterećenja, kao i razvoj voksela sa integrisanim instalacijama, izolacijom i oblogama.
