Droni e robot potrebbero costruire e riparare città future, ma solo se possono lavorare insieme, copiando le tattiche della natura.

Una nuova recensione, pubblicato oggi in Robotica scientifica e co-autore del ricercatore imperiale Dr. Mirko Kovac, che dirige il Laboratorio di Robotica Aerea del Dipartimento di Aeronautica, esamina lo stato dell'arte nella costruzione di robot e dove dobbiamo andare avanti per rendere un ambiente costruito da robot una realtà.

Arriva quando l'UKRI ha annunciato un finanziamento di 18 milioni di sterline per supportare la trasformazione digitale del settore delle costruzioni, di cui il Dr. Kovac è un ricercatore collaboratore su un progetto con UCL in cui il suo gruppo esplorerà soluzioni di piattaforme robotiche per la costruzione robotica collettiva.

Il mondo è sempre più urbano, e i ricercatori affermano che i robot potrebbero essere gli strumenti perfetti per aiutare a costruire e mantenere nuove città. L'uso di robot dovrebbe ridurre il rischio umano, consentono di completare le attività più velocemente, e consentire il monitoraggio insieme alla costruzione:i robot potrebbero raccogliere dati su tutto ciò che stanno facendo, contribuendo a migliorare le loro pratiche.

Il Dr. Kovac ha dichiarato:"Le città del futuro potrebbero essere costruite e mantenute da gruppi di robot terrestri e volanti che lavorano insieme per costruire, valutare, e riparare l'ecosistema urbano di edifici e infrastrutture.

"La natura fornisce ampia prova che tale costruzione collettiva è possibile, e applicando alcune di queste idee a come sono costruiti i droni, operato e fatto cooperare, potremmo trasformare questo sogno in realtà".

Imparare dai costruttori della natura

Il team ha esaminato esempi tratti dalla natura in cui gruppi di organismi utilizzano tattiche diverse per lavorare insieme nella costruzione. Molti animali in gruppo prendono spunto e sfruttano il loro ambiente quando costruiscono o riparano le loro case.

Per esempio, se i castori sentono l'acqua che scorre, applicheranno materiale da costruzione in quella zona della diga fino a quando il suono non diminuirà. termiti, che vivono in grandi colonie di "super-organismi", fare affidamento sui feromoni escreti durante la deposizione dei materiali per coordinare la costruzione. Molti uccelli costruiscono nidi come piccole colonie, organizzare la raccolta e la distribuzione dei materiali di nidificazione.

L'analisi di questi metodi di coordinamento può aiutare i ricercatori a progettare algoritmi su come gruppi di robot e droni potrebbero lavorare insieme autonomamente durante la costruzione. Ma il team di Imperial sta anche sviluppando droni che si basano sulla natura in un altro modo:attraverso il loro design e i materiali di cui sono fatti.

Il team di Imperial sta anche creando singoli "robot aerei morbidi", droni fatti di materiali e strutture intelligenti che possono interagire dinamicamente con il loro ambiente. Questi includono un drone che può tuffarsi e saltare come una sula e un drone ispirato al ragno che può creare ragnatele di materiale di trazione e persino sospendersi da esse, come nel video nella parte superiore della pagina.

Passando alla costruzione

Prima di lavorare insieme alla costruzione, i droni vengono messi al lavoro per riparare edifici e infrastrutture esistenti, come riparare le perdite di tubazioni.

Questo passaggio cruciale consentirà ai ricercatori di creare droni che rispondono alle esigenze di un edificio mentre lavorano a fianco dei suoi abitanti umani. In una nuova partnership chiamata NEST Aerial Robotics Hub, una collaborazione tra ricercatori dell'Imperial e dei Laboratori Federali Svizzeri di Scienza e Tecnologia dei Materiali (Empa), i droni pattuglieranno un edificio per identificare e risolvere problemi minori insieme agli abitanti umani.

Il team sottolinea inoltre che questi progressi andrebbero a beneficio di altre aree in cui l'intervento umano è difficile o troppo lento, ad esempio nella costruzione di rifugi di emergenza a seguito di calamità naturali, che sarebbe stampato in 3D da droni volanti.