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[3D프린팅으로 구조물 구촉하는 드론 떼] 3D 프린팅을 사용하여 콘크리트 구조물을 구축하는 드론 떼. 이 드론은 건물을 건설하고 수리하기 위해 자율적으로 협력할 수 있다.

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2022/09/23 [14:33]

[3D프린팅으로 구조물 구촉하는 드론 떼] 3D 프린팅을 사용하여 콘크리트 구조물을 구축하는 드론 떼. 이 드론은 건물을 건설하고 수리하기 위해 자율적으로 협력할 수 있다.

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2022/09/23 [14:33]

 

[3D프린팅으로 구조물 구촉하는 드론 떼] 3D 프린팅을 사용하여 콘크리트 구조물을 구축하는 드론 떼. 이 드론은 건물을 건설하고 수리하기 위해 자율적으로 협력할 수 있다. 

 

미래 비전: 무인 항공기 떼는 미래의 화성 임무와 같이 우주에서도 사용될 수 있습니다.
미래 비전: 무인 항공기 떼는 미래의 화성 임무와 같이 우주에서도 사용될 수 있습니다.
Yusuf Furkan KAYA, Imperial College London / Empa 항공 로봇 연구소

3D프린팅은 건설 산업에서 추진력을 얻고 있다. 현장과 공장 모두에서 정적 및 이동 로봇은 철강 및 콘크리트 구조물과 같은 건설 프로젝트에 사용할 재료를 인쇄한다.

임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)과 엠파(Empa), 스위스연방재료과학기술연구소(Federal Laboratories of Materials Science and Technology)가 개발을 주도한 3D프린팅에 대한 새로운 접근 방식은 벌과 말벌과 같은 자연 건축업자에서 영감을 받은 집단 건축 방법을 사용하는 드론으로 알려진 비행 로봇을 사용한다.

공중 적층 제조(Aerial-AM)라고 하는 이 시스템은 단일 청사진에서 함께 작동하는 드론함대를 포함한다.

비행 중 재료를 보관하는 BuilDrones와 지속적으로 BuilDrones의 출력을 측정하고 다음 제조 단계를 알려주는 품질 관리 ScanDrones로 구성된다.

연구원들은 대안적인 방법과 달리 기내 3D 프린팅은 재해 후 구조 공사 및 고층 건물 또는 기반 시설과 같이 접근하기 어렵거나 위험한 위치에서 현장 제조 및 건물로 이어지는 문을 열 수 있다고 말한다.

이 연구는 Imperial's Department of Aeronautics 및 Empa's Materials and Technology Center of Robotics의 Mirko Kovac 교수가 주도했다.

Kovac 교수는 다음과 같이 말했다: “우리는 드론이 자율적으로 협력하여 건물을 건설하고 수리할 수 있다는 개념을 최소한 연구실에서 증명했다. 이 확장 가능한 솔루션은 고층 건물과 같이 접근하기 어려운 지역의 건설 및 수리에 도움이 될 수 있다.”

Aero-AM은 3D 프린팅과 경로 계획 프레임워크를 모두 사용하므로 드론은 빌드가 진행됨에 따라 구조물의 기하학적 변화에 적응할 수 있다.

드론은 비행 중에 완전히 자율적이지만 루프에 인간 컨트롤러가 있어 드론이 제공한 정보를 기반으로 진행 상황을 모니터링하고 필요한 경우 개입할 수 있다.

 

3D 지오메트리 인쇄

개념을 테스트하기 위해 연구원들은 드론에 사용할 시멘트와 같은 혼합물 4개를 개발했다.

BuilDrone과 ScanDrone은 이 약 2미터 높이의 빠른 경화 폼 '타워'를 층별로 구축했습니다.  영상:BuilDrone과 ScanDrone은 이 약 2미터 높이의 빠른 경화 폼 "타워"를 레이어별로 구축했습니다. 영상:유니버시티 칼리지 런던 및 BRE빌드 전반에 걸쳐 드론은 인쇄된 지오메트리를 실시간으로 평가하고 5밀리미터의 제조 정확도로 빌드 사양을 충족하도록 동작을 조정한다.

PoC(Proof-of-concept) 인쇄물에는 폴리우레탄 기반 폼 재료가 있는 2.05미터 실린더(72개 레이어)와 맞춤형으로 설계된 구조용 시멘트 유사 재료가 포함된 18센티미터 실린더(28개 레이어)가 포함되었다.

이 기술은 무한한 높이 또는 기타 접근하기 어려운 위치에서 구조물을 만들고 수리할 수 있는 미래 가능성을 제공합니다. 다음으로 연구원들은 건설회사와 협력하여 솔루션을 검증하고 수리 및 제조 능력을 제공할 것이다. 그들은 이 기술이 기존의 수동 방식에 비해 상당한 비용 절감과 접근 위험을 감소시킬 것이라고 믿는다.

공동 연구자로는 Robert Stuart-Smith, Stefan Leutenegger, Vijay Pawar, Richard Ball, Chris Williams 및 Paul Shephard와 UCL, 바스 대학교, 펜실베니아 대학교, 퀸 메리 대학교, 뮌헨 대학교의 연구팀이 있다.

이 작업은 UKRI의 일부인 공학물리과학연구위원회에서 자금을 지원했다. 그것은 파일럿 연구 협력과 파이프라인 수리에 대한 시연으로 상을 받은 후 Stuart-Smith 조교수와 Kovac 교수에 의해 시작되었다. 이 프로젝트는 또한 산업 파트너인 Skanska, Ultimaker, Burohappold 및 BRE에 의해 지원된다.

 

 

 

 

 
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