Ein Team von Forschern des Imperial College London hat eine Methode entwickelt, Drohnen dafür einzusetzen, mit 3D-Druck Gebäude in entlegenen Regionen automatisiert zu bauen. Eine Drohne prüft das Ergebnis nach jeder Schicht, die andere Drohne legt das Material schichtweise ab. Die Forscher demonstrierten die Fähigkeiten ihrer Methode mithilfe von Proof-of-Concept-Drucken.

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In einer Pressemitteilung des Aerial Robotics Laboratory am Imperial College London berichten ein Team von Wissenschaftlern über einen Mini-Schwarm an Drohnen, die für den automatisierten 3D-Druck einfacher Türme trainiert wurden. Die Forscher hoffen, dass sich ihre Methode eines Tages für anspruchsvolle Projekte wie dem Bau nach einer Katastrophe oder die Reparatur an Gebäuden, die zu hoch sind, um sicher darauf zugreifen zu können, eignen könnte. Ihre Arbeit haben die Forscher im Fachjournal Nature im Artikel mit dem Titel „Aerial additive manufacturing with multiple autonomous robots“ veröffentlicht.

Inspiration aus der Natur

Drohnen neben dem 3D-gedruckten Turm
3D-gedruckter Turm plus Drohnen(Bild © Autonomous Manufacturing Lab, UCL).

Bei dieser Art des Baus ließen sich die Forscher von der Art und Weise inspirieren, wie Bienen oder Wespen große Nester bauen. Ein Team aus jeweils zwei Drohnen kooperiert dabei, um aus einem einzigen Bauplan zu bauen.

Eine der Drohnen, die ScanDrone prüft die Arbeit der anderen Drohne während des Baus. Eine Drohne, die BuilDrone legt die Schicht mit Baumaterial ab, die andere prüft die Genauigkeit von dem bisher gedruckten Teil. Die autonom fliegenden Drohnen werden von einem Menschen überwacht, der jederzeit reagieren kann, wenn etwas schief geht.

Die Forscher demonstrierten die Fähigkeiten der Drohnen, indem diese Schaum und eine spezielle leichte Zementform verwenden. Damit stellten sie Proof-of-Concept-Objekte mit einer Höhe von 18 Zentimetern (28 Schichten) und 2,05 Metern (72 Schichten) her. Die Drohnen arbeiteten mit einer Fertigungsgenauigkeit von bis zu 0,5 Millimetern. Mit Lichtern der Drohnen zeigte das Team, dass das System bei komplexeren Formationen funktionieren kann. Sie erstellten eine Lichtspur-Zeitraffersequenz, während sie die Herstellung einer hohen kuppelartigen Struktur simulierten.

Anwendungsmöglichkeiten

Der Direktor des Labors, Mirko Kovac, der die Forschungsarbeit leitete, erklärte, dass die mit dieser Methode Gebäude in der Arktis oder auf dem Mars gebaut werden könnten. Zudem sollen sich damit hohe Gebäude reparieren lassen, ohne teure Gerüste nutzen zu müssen. Da die Drohnen nicht besonders schwer tragen können, regelmäßig aufgeladen werden müssen und noch menschliche Überwachung erfordern, ist diese Technik noch begrenzt. Das Team hofft, dass sie das Aufladen von Drohnen während der Projekte automatisieren und andere Schwierigkeiten noch vereinfachen können.

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