Robotene har 3d-printere festet til en arm og jobber som et team med byggearbeid. Illustrasjon via NYU Tandon

Eksperter på robotteknikk ved universitetet i New York (NYU) sin avdeling Tandon School of Engineering designer et kollektiv av roboter som er utstyrt med 3d-printere for selvgående og mobil byggearbeid.

Det forskerne spesifikt ser på, er å lage autonome systemer for 3d-printere som er tilkoplet robotarmer. Disse armene vil være festet til bevegelige plattformer for full mobilitet. De mobile 3D-skriverne er lagd for å skulle jobbe i team, gjennom et konsept som kalles kollektiv additiv produksjon (CAM). Ved å bruke maskinlæring og AI (kunstig intelligens) kan robotene fungere som en enhet med potensial til å fullføre en rekke nyttige konstruksjonsjobber, som å reparere broer, tunneler og andre samfunnskonstruksjoner; eller til og med jobbe i havdyp og katastrofesoner. NYU-teamet hevder også at det kan være mulig for robotene å operere med romfartsaktiviteter i fremtiden.

Forskningsprosjektet støttes av en bevilgning på 1,2 millioner dollar fra National Science Foundation (NSF), og foregår på NYUs Center for Urban Science and Progress (CUSP). Chen Feng, adjunkt ved NYU Tandons avdeling for bygnings- og byteknikk og avdeling for maskin- og romfart, sier at for å få til dette prosjektets potensial må må flere vitenskapelige grenser sprenges.

For at 3d-printrobotene skal fungere sammen, må de kunne lokalisere i henhold til hver av sine respektive posisjoner, og strukturene de bygger. Det er viktig at dette oppnås uten å stole på globale posisjoneringssystemer, da disse bare er nøyaktige til noen få dusin meter. Det er nødvendig at posisjonsjusteringene gjøres raskt og nøyaktige til noen få millimeter i stedet. Feng vil takle dette spesielle feltet og forklare at målet er å gi roboten nøyaktighet, effektivitet og tilpasningsevne til omgivelsene og til sanntidsforhold.

–Roboten må kunne bevege seg raskt til utskriftsområdet, observere de virkelige forholdene – for eksempel ujevn grunn, siden den virkelige verden ikke er plan – og deretter kompensere umiddelbart, forklarer Feng. –Og mens vi ønsker å ha en høyere grad av nøyaktighet i strukturområdet, jo lenger du er fra strukturen, desto mindre trenger du. Dette vil innebære en ny type proaktiv lokalisering.

Hver robot må observere det som printes, på egen hånd sammenlikne det med prosjektutformingen, og gjenkjenne øyeblikkelig om den printede strukturen har avveket fra det, og i så fall hvor mye, og så selv bestemme seg for hva som er de neste beste handlingene for å sikre riktig printing av strukturen, kommenterer professor Ludovic Righetti, som tar hånd om uforutsigbare forhold i prosjektutviklingen.