未来的建筑可能由大量机器人建造

以下是凯利和扎克·韦纳史密斯所著《Soonish》的摘录。

由于机器人技术、计算技术和其他技术的最新进展，越来越多的科学家和工程师认为机器人建造房屋最终可能成为现实。事实上，这不仅是可能的，而且可能更好。机器人建造房屋可能会提高建筑速度、提高质量并降低价格。

实现这一目标的方法有很多种，包括像 3D 打印机一样的巨型龙门架，以及可能直接取代建筑工人的带轮机械臂。

就个人而言，我们希望用巨型机器人来建造我们的房子，主要是因为“巨型机器人建造了我的房子”这句话中包含了“巨型机器人”这个词。但巨型机器人可能不是理想的选择。即使是（仅仅）卡车大小的机器人在建筑工地上也可能有点笨重。此外，当你有一个可以做所有事情的大型机器人时，如果这个机器人坏了，你就失去了做任何事情的能力。

如果我们拥有的不是少数大型机器人，而是大量小型机器人，情况会怎样？机器人群就像昆虫群（以及人类）一样，可以建造比自身大得多的结构。有了巨型龙门架系统，房子的高度就不会超过龙门架的高度。群机器人可以一直爬行或飞行，建造比群中单个小型机器人大得多的结构。

其中一些以建筑为导向的群体机器人从生物学中汲取灵感。在哈佛大学的贾斯汀·沃费尔博士和前哈佛大学、现康奈尔大学的柯斯汀·彼得森博士的研究中，机器人的灵感来自白蚁。彼得森博士说：“与个体相比，它们建造的建筑物是动物界中最高的。想想看，它们比单个建筑物大几个数量级，甚至大数千倍。如果我们能做到这一点，数百人就可以建造埃菲尔铁塔，而不需要一张协调一致的草图。那将是惊人的。”

韦尔费尔博士和彼得森博士在这个项目上进行了合作，但是他们从不同的角度进行研究。韦尔费尔博士编写程序来指定机器人要遵循的规则，他说：“我们试图弄清楚白蚁运行的是什么程序。”他指出，白蚁“非常复杂”，我们不知道它们使用的是什么规则，但他的工作是编写一个受白蚁能力启发的简单程序。彼得森博士设计并制造了受白蚁启发的机器人，他说：“这些机器人很容易辨认，因为它们有这些 Whegs——轮腿类型的东西，使它们能够以非常简单的方式更好地攀爬。”Whegs，朋友们。Whegs。

whegtronic（这是我们的用语，不是她的）机器人会拾起特制的砖块，将它们带到适当的位置并放下，以便搭建大型建筑。这已经相当了不起了，但它们特别有趣的地方在于它们独立行动。群体没有中央协调，群体中的任何成员都不知道群体中的其他成员在做什么。每个机器人抓起一块砖，然后使用一组指令确定将其放在哪里。

加泰罗尼亚高级建筑研究所的研究人员也在制造一批建筑机器人。他们创造了“迷你建造者”。迷你建造者基本上是小型 3D 打印机，大小与洗衣篮差不多，可以分层放置类似混凝土的材料。想象一下装有混凝土喷嘴的机器海龟。

好吧，它们并不是完全独立的。你不能在十几个小机器人中都放一个混凝土滚动桶。每个 Minibuilder 机器人都连接到一个为其提供混凝土的中央混凝土桶上。如果这有助于你的机器人幻想，就想象一下它是一个巨大而可怕的触手机器人。让触手机器人建造你的房子的一大缺点是触手会缠在一起。想象一下你办公桌后面现在的缠结，只有你所有的外围设备都在四处喷洒混凝土。在目前的 Minibuilder 设置中，据我们所知，机器人专家必须四处奔跑，以帮助 Minibuilders 避免相互缠结。

我们发现这些机器人特别有趣，因为它们将群体建筑机器人的理念与 3D 打印相结合。此外，一种 Minibuilder 可以使用真空将自己吸到建筑物的一侧，爬上去，然后建造更多建筑物，这真是太棒了。

但让我们面对现实吧——让一群独立的 3D 打印机器人为你建造一个廉价的艺术品供你居住，一段时间后就会变得无聊。飞行四轴飞行器机器人怎么样？

Fabio Gramazio 博士和 Matthias Kohler 博士在苏黎世经营着一家疯狂科学实验室，那里的机器人可以建造漂亮的建筑和建筑外墙。他们做的一个特别酷的项目是与 Raffaello D'Andrea 博士合作的，后者专注于制造令人恐惧的飞行无人机大军。他们项目中的无人机会捡起涂有粘合剂的砖块，然后将它们一块一块地扔下，直到它们形成一个结构。好吧，是的，你现在还不想住在一栋完全由粘性砖块制成的房子里，但这是一个早期的概念验证。

因为你拥有一大群飞行机器人，所以你可以让它们精确地放置每一块砖，制作出复杂的结构或有趣的图案。但为了做到这一点，你必须有一个动作捕捉摄像系统，在它们建造时观察它们并告诉无人机该做什么。这在实验室里没问题，但在室外移动可能有点困难。

群体模式的一个优点是单个机器人相对来说是可消耗的。因此，如果某项工作特别危险（想象一下地震后或在危险环境中，如新泽西），大量小型机器人可能比人类或大型建筑机器更可取。也许在未来，飞行机器人和地面机器人的组合会像反向蝗虫一样出现在你的院子里，在它们离开之前为你留下一个漂亮的凉亭。

或者更有意义的是，我们可以预见到有一天，灾区的卫生设施、电力、供水和住房将以更快、更便宜、更安全的方式恢复。也许这一切都要归功于几个花了太多时间观察白蚁的极客。

摘自凯利和扎克·韦纳史密斯的《Soonish》。2017 年 10 月企鹅出版社出版。经许可出版。

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