3D打印和增材制造似乎是21世紀(jì)的金礦，近年來(lái)在從珠寶和汽車制造到建筑業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域掀起了波瀾。誰(shuí)會(huì)想到像3D打印這樣的技術(shù)可以與另外兩種新興技術(shù)--無(wú)人機(jī)和人工智能--結(jié)合起來(lái)并做出真正了不起的東西呢？

由倫敦帝國(guó)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的巴斯大學(xué)的一個(gè)研究小組在《自然》上發(fā)表了一篇論文詳細(xì)介紹了一種非常誘人的新建筑工具：自主無(wú)人機(jī)，它可以像昆蟲(chóng)一樣工作修復(fù)甚至可能建造整個(gè)結(jié)構(gòu)。研究人員將這種制造方法稱為航空增材制造(Aerial-AM)。

無(wú)人機(jī)的工作原理跟擠壓式3D打印機(jī)相同，這意味著它們有一個(gè)垂直于工作區(qū)的打印頭，其將快速固化的材料流分層放置在一個(gè)表面。當(dāng)擠壓發(fā)生時(shí)，打印頭移動(dòng)以創(chuàng)建所需的形狀。根據(jù)需要增加層數(shù)以此來(lái)形成最終產(chǎn)品。在這種新的創(chuàng)新的情況下，研究人員開(kāi)發(fā)出了他們自己的測(cè)試材料，其被描述為類似水泥，但卻足夠輕從而可以讓無(wú)人機(jī)隨身攜帶。

當(dāng)談到這些飛行的、受昆蟲(chóng)啟發(fā)的無(wú)人機(jī)，3D打印只是其中的一塊拼圖。研究人員開(kāi)發(fā)了兩種類型的無(wú)人機(jī)并打算讓它們?cè)跈C(jī)群中發(fā)揮作用以來(lái)完成維修或建筑工作。一方面，有BuilDrones，它們是負(fù)責(zé)鋪設(shè)材料的艱苦工作的無(wú)人機(jī)。

跟它們一起的還有ScanDrones，它們使用3D掃描儀執(zhí)行質(zhì)量控制和監(jiān)督任務(wù)。后一種類型的無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)BuilDrones的性能和整體結(jié)構(gòu)以確保它符合制造規(guī)范。ScanDrones使用從其間歇性掃描中獲得的信息來(lái)告知建造過(guò)程中的下一步并向BuilDrones發(fā)出相應(yīng)指示。研究人員利用這個(gè)系統(tǒng)能將打印精度降低到5毫米。

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，研究人員用一些不同的材料進(jìn)行打印，包括一種類似水泥的混合物，這種混合物可以在無(wú)人機(jī)上存放更長(zhǎng)時(shí)間，另外一旦沉積就會(huì)迅速干燥。讓ScanDrones盯著施工意味著研究人員還可以測(cè)試更多不可預(yù)測(cè)的材料，如膨脹聚氨酯泡沫。研究人員希望這項(xiàng)新技術(shù)將為救災(zāi)期間的快速施工和難以到達(dá)和安全施工的地方的結(jié)構(gòu)維修打開(kāi)大門。此外，這項(xiàng)技術(shù)還可以證明是一種有效的替代大型結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通常被用來(lái)打印其他結(jié)構(gòu)如房屋。