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未来的城市可以由模仿自然的机器人建造

2020-05-20 16:49:53来源:

无人机和机器人可以建造和修复未来的城市,但前提是它们能够合作——通过模仿自然的战术。

一个新的评论,今天发表于《科学》杂志的机器人和由帝国博士研究员Mirko科瓦奇他美国航空的空中机器人实验室,看的最先进的机器人旁边的建筑和我们需要去的地方使robot-built环境成为现实。

与此同时,UKRI宣布拨款1800万英镑,支持建筑业的数字化转型。科瓦奇是与伦敦大学学院(UCL)合作的一个项目的研究人员,他的团队将探索机器人平台解决方案,用于机器人的集体建设。

世界越来越城市化,研究人员表示,机器人可能是帮助建设和维护新城市的完美工具。使用机器人应该可以降低人类的风险,让任务更快完成,并允许在施工的同时进行监控——机器人可以收集他们正在做的每件事的数据,帮助改善他们的实践。

科瓦克博士说:“未来的城市可以由陆基和飞行机器人组成的团队来建造和维护,它们共同建造、评估和修复城市的建筑和基础设施生态系统。”

“大自然提供了充分的证据,证明这种集体建设是可能的,通过将其中一些想法应用到无人机的建造、操作和合作上,我们可以让这个梦想成为现实。”

向大自然的缔造者学习

该团队研究了自然界中不同生物群体在建造过程中使用不同策略的例子。许多成群的动物在建造或修复它们的家园时,会从它们的环境中获取线索并加以利用。

例如,如果海狸听到奔流的水,它们会在水坝的那个区域使用建筑材料,直到声音减弱。白蚁是一种生活在大型“超级有机体”群体中的生物,它们依赖于在物质沉积过程中分泌的信息素来协调结构。许多鸟类以小群体的形式筑巢,组织筑巢材料的收集和分配。

对这些协调方法的分析可以帮助研究人员设计出算法,让机器人和无人机在建造过程中能够自主地协同工作。但帝国理工的团队还在开发另一种基于自然的无人机:通过它们的设计和制造材料。

帝国理工学院的团队还在创造单独的“软空中机器人”——由智能材料和结构制成的无人机,可以与环境动态互动。其中包括一架可以像塘鹅一样俯冲和跳跃的无人机,以及一架受蜘蛛启发的无人机,它可以制造出由拉伸材料构成的蛛网,甚至可以从蛛网上悬停自己——就像页面顶部的视频所示。

加紧施工

在他们合作建设之前,无人机被用于修复现有的建筑和基础设施,比如修补管道泄漏。

这一关键步骤将使研究人员能够制造出响应建筑需求的无人机,同时与建筑中的人类居民一起工作。在一项名为“巢空中机器人中心”的新合作项目中,帝国理工学院和瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的研究人员将合作,无人机将在一栋建筑内巡逻,与人类居民一起识别和解决小问题。

该团队还指出,这些技术进步将有利于其他需要人工干预的领域,比如在自然灾害发生后修建应急避难所的领域,这些设施将由飞行中的无人机打印出来。