MIT机器人半天盖一座房子，直径等于半个美国国会大厦 | 视频

李杉 编译自 Science 量子位 出品 | 公众号 QbitAI

只用了半天时间，MIT研究人员就让一种新型的机器人建造了一栋圆顶建筑，直径大约是美国国会大厦的一半。最令人惊奇的是，整个过程完全由机器人独立完成。

我们先来看看视频：

未来，这台机器机器人还可以建设整个城镇，创造Dr. Seuss风格的怪异建筑，甚至为首批月球移民建造基地。

人们之前曾经尝试过很多自动化建筑方法，而来自麻省理工学院的Mediated Matter实验室在设计这个项目前考虑了之前的各种因素。

机器人是否应该在遥远的工厂里预先制作各种组件？如果现场制作，是否应该做成起重机的形状？是否应该开发一群建筑无人机？应该使用何种建筑材料？是否应该利用砖块来建造？科学家选择用移动的机械手臂来完成这个项目，不仅方便定制，覆盖范围也更广。他们还决定通过层层打印的方式实现更加复杂的造型。

他们的方案包含一个大型液压悬臂，并安装在一个类似于坦克的履带底盘上。在悬臂的一端是一个可以活动的小型电子臂，配有一整套传感器，用来定位和控制稳定性，另外许多可以用来焊接、挖掘和打印的可替换工具。这根悬臂的作业范围超过10米。整套系统的名称为“数字建筑平台”，它通过太阳能面板和电池获得动力。

为了让机器人完成建筑任务，科学家给它设计了一套程序，使之自行开出仓库，然后通过既定程序建造一个开放式圆顶：电子喷嘴首先喷出一层发泡材料，制作出建筑的轮廓。通过逐层打印发泡材料的方法便可制作出一堵空心墙，充当保温层，然后填充混凝土，并覆盖上石膏。为了展示其水平打印能力，这个机器人甚至在墙上加了一个长凳。整个建筑的直径为14.6米，是目前为止由移动机器人通过3D打印方式制作的最大建筑，速度同样创造了记录：全程仅耗时13.5小时。

之所以能够实现这样一个项目，源自多项因素。例如，该团队在悬臂的一端设置了激光发射器来感知喷嘴的位置，帮助其抵消悬臂其他位置的干扰性动作，而没有一味保持整体的绝对稳定。

这项技术之前从未应用于建筑机器人，但它的确可以降低设备的整体重量，并扩大覆盖范围。Bechtel公司机械工程师兼首席创意官David Wilson表示，这种微观-宏观操纵器和打印模式让人们看到了新的潜力。

除了安全优势外，自动化3D打印的速度也快于手工建筑，精确度同样更高。此外，由于可以仅在有需要的地方增加材料，因而能够最大化地提升建筑强度和使用效率，并简化规划和物流过程。作为该项目的负责人，麻省理工学院机械工程师Steven Keating希望在按下“打印”按键之前，就可以了解具体花费的时间、成本和结构完整性。有了机器人的帮助，几乎可以实现你梦想中的任何建筑形态。“不必再制造方块建筑，”他说，“而是可以用同样的成本造出Dr. Seuss那样的建筑。”

这种新型机器人还可以利用沙子、压制土砖、金属链（由它自己焊接而成）甚至冰块来制作小型结构。如果身处偏远地区，而且手头材料有限，这种模式就非常有用。它可以挖掘和感应各种环境信号，甚至包括辐射（这可以帮助其修复核反应堆），并使用各种颜色和硬度的打印墙壁，从而进一步定制。Keating希望看到这款机器人登陆火星，根据当地的土壤和气候环境设计一种建筑，并自主收集能量和材料，从而建造房屋，甚至城镇。

目前来看，这种建筑机器并不需要人类的太多帮助。有一次，由于圆顶上出现水滴导致一层泡沫没有完全粘住就滑落下来。Keating不得不更换喷嘴进行返工。由于这种模式使用了标准材料，所以研究人员认为可以与传统建筑技术配合使用，从而开辟出一条新的道路。

“我们有梦想，有愿景。”Keating说，“我们也希望开发马上能用的技术。”有的人已经迫不及待，美国国家航空航天局（NASA）、美国军方、谷歌都给他们打来了电话，还有一个人甚至想用这种技术建造一个地下篮球场。

这个项目的论文发表在Science Robotics期刊上，地址：http://robotics.sciencemag.org/content/2/5/eaam8986