רובוטים וקוביות מודולריות בבנייה
קוביות בנייה (בלוקים) המורכבות באמצעות רובוטים עשויות להוות שיטה ידידותית יותר לסביבה להקמת מבנים רחבי היקף, בהשוואה לכמה טכניקות בנייה קיימות. כך עולה ממחקר חדש של חוקרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). הצוות ערך בדיקת היתכנות כדי להעריך את היעילות של בניית מבנה פשוט באמצעות ווקסלים (voxels). אלו הן תת־יחידות מודולריות תלת־ממדיות, אשר מתחברות יחד ליצירת מבנים מורכבים ועמידים במיוחד.
לאחר בחינת הביצועים של מספר ווקסלים, החוקרים פיתחו שלושה עיצובים חדשים שנועדו לייעל את תהליך הבנייה. כמו כן, הם ייצרו מרכיב רובוטי וממשק ידידותי למשתמש. תוצאות המחקר מצביעות על כך שמערכת ההרכבה הרובוטית עשויה להפחית את הפחמן המגולם בעד 82%, בהשוואה לשיטות בנייה פופולריות אחרות. בנוסף, המערכת תהיה תחרותית מאוד גם מבחינת עלויות וזמן הבנייה.
למרות שעדיין יש לחקור היבטים כמו עמידות לאורך זמן והתנגדות לאש, החוקרים טוענים כי התוצאות הראשוניות מדגישות את הפוטנציאל לבנייה אוטומטית באתר. החוקרים מהמרכז לחלקיקים ואטומים במכון פיתחו בשנים האחרונות ווקסלים המבוססים על עקרונות מתחום התעופה והחלל. הרעיון המרכזי הוא ליישם את העקרונות הללו על בניינים, וליצור מבנים יעילים באותה מידה שבה מייצרים כיום מטוסים מתקדמים.
כדי לבחון את היתכנות השיטה, החוקרים העריכו את הביצועים המכניים והקיימות של שמונה עיצובי ווקסלים קיימים. על בסיס הערכות אלו, הם פיתחו סט של שלושה ווקסלים המשתמשים במבנה גיאומטרי חדש. העיצוב מתיישר מעצמו מבחינה מכנית לכדי מבנים קשיחים. השילוב הייחודי של החלקים מאפשר להשיג תכונות מכניות מצוינות ללא צורך במחברים רבים, מה שמאיץ משמעותית את תהליך הבנייה כולו.
כדי להאיץ את הבנייה, הצוות עיצב רובוטים זחליים המטפסים על המבנה, מניחים את קוביות הבנייה במקומן ודורכים עליהן כדי לנעול אותן. החוקרים בחנו את הפחמן המגולם הנדרש לייצור העיצובים החדשים באמצעות פלסטיק, עץ לבוד ופלדה. הם מצאו כי רוב הווקסלים הקיימים, במיוחד אלו שעשויים מפלסטיק, הציגו ביצועים סביבתיים ירודים, אך הפלדה והעץ הציעו יתרונות סביבתיים משמעותיים.
שימוש בווקסלים מפלדה ייצר רק 36% מהפחמן הנדרש להדפסת בטון, ו־52% מהפחמן של בטון טרומי. לווקסלים מעץ הייתה טביעת הרגל הפחמנית הנמוכה ביותר, שדרשה רק 17 ו־24% בהתאמה. זמן ההרכבה באתר עבור פלדה ועץ הוא 99 שעות בממוצע, לעומת 155 שעות בשיטות קיימות. מהירות זו מתאפשרת הודות לצוות של 20 רובוטים במקביל.
אחד היתרונות הבולטים של השיטה הוא המודולריות שלה. ניתן להתחיל לבנות, ואם יש צורך בחדר נוסף, פשוט מוסיפים אותו למבנה. המערכת גם הפיכה, כך שניתן לפרק את המבנה בעת הצורך. השלב הבא בפרויקט הוא הקמת מערך ניסוי נרחב בבהוטן, שם ייבחנו טכניקות הבנייה עבור עיר ברת קיימה מתוכננת. עבודה עתידית תכלול שילוב של בידוד ותשתיות חשמל ואינסטלציה.
סרטון Voxel Construction, רובוטים וקוביות מודולריות בבנייה.
