机器人:我也是能工巧匠

2017年07月17日15:32  来源:科技日报
 

清晨,你从机器人“缝”起来的房子里走出,漫步在3D打印的步行桥上,抬头凝视正在城市上空进行数字环境监测的无人机群,远方传来手拿折纸玩耍的孩子们的嬉戏声。或许你会认为这样的场景只存在于想象中,但是,近日同济大学建筑与城市规划学院举办的“上海数字未来”系列活动,已为我们展现了实现这种梦想的可能。

机器人木缝纫、机器人3D打印、无人机群感应城市环境等等一系列关于数字设计与建造的前沿实验成果展示,赢得了参观者交口称赞。据了解,此次活动的目标是,“瞄准建筑产业化升级,探索建筑4.0建筑产业化的核心技术,实现新的建筑学、土木工程学、机械学、计算机科学,材料科学等的全方位跨学科创新。”同济大学建筑与城市规划学院袁烽教授7月13日告诉科技日报记者。

机器人:“缝”起一座房子

展览中,木材“缝”起来的建筑范本格外吸引人,参观者纷纷在“缝”起来的空间内合影留念。据了解,该建筑范本是学生基于机器人木材缝合的数字化工艺,通过缝纫将平面胶合板直接连接形成的复杂三维“建筑”。

袁烽教授表示,机器人木缝纫项目首先探索的是一种新型的木结构支撑方式,项目采用3mm的薄木板,这种木板本身很难有结构作用,但是将木板弯折到合适的形态并相互连接,能够形成一个兼具结构强度和美观的结构体系。针对这种结构方式,项目研究的第二方面就是木缝纫连接方式。对薄木板而言,传统的螺栓连接会对材料产生极大破坏,相比之下木缝纫连接在实现连接功能的同时将节点对材料的破坏最小化。在这种意义上,木缝纫可能是这种新型薄木板结构的最佳连接方式。木缝纫的薄木板结构已经实现了十几米的跨度,缝合一栋建筑也不是一个遥不可及的目标。

3D打印:世界第一座改性塑料步行桥

在整个展览活动中,最吸引“眼球”的是3D打印的步行桥。“这是世界上第一座使用改性塑料进行机器人3D打印的步行桥”,袁烽教授说。学生们通过定制3D打印模块砌筑的方式完成了两座3D打印桥梁,跨度分别为4米和11米。袁烽教授表示,3D打印桥梁的实施意味着大尺度3D打印技术不仅可以用于造型,还可以用于结构构件的实施,尤其是与结构优化设计相结合的情况下,可以高效的完成结构构件打印。这无疑是在建筑3D打印领域向前迈进了重要的一步。

与此同时,学生们通过对人体比如皮肤张力、肌肉运动等问题的研究,尝试把生物启发下的几何模式与人体机能表现进行结合,去设计以及打印出“身体建筑”——3D打印大衣,该大衣将会与人体的肌肉运动进行关联,使用尼龙材料SLS成型技术生产硬性的物件。(陆成宽)

(责编:魏艳、赵竹青)

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