Um enxame de impressoras 3D voadoras inspiradas em abelhas

Prévia do material em texto

1/3
Um enxame de impressoras 3D voadoras inspiradas em
abelhas
Modelado após os construtores da natureza, um enxame de drones de impressão 3D trabalha em
conjunto para construir grandes estruturas durante o voo.
Um consórcio multidisciplinar que abrange várias universidades desenvolveu um processo conhecido
como “fabricação aditiva aérea” para estruturas de impressão 3D em tempo real usando drones. Esses
drones não apenas foram capazes de construir estruturas enquanto estavam em voo, mas também
podiam monitorar e ajustar suas capacidades de construção em tempo real.
Atualmente, a construção impressa em 3D ou a manufatura aditiva pode tomar um dos dois caminhos:
em um processo, partes da estrutura final são montadas fora do local e depois montadas, como a Lego,
ou então impressoras 3D baseadas em terra, e são mais adequadas em ambientes incertos onde é
necessária uma construção adaptável.
Mas as impressoras 3D terrestres existentes são limitadas no tamanho das estruturas que podem ser
impressas. "Isso é limitado pelo tamanho da impressora", disse Mirko Kovac, pesquisador do Imperial
College de Londres, no Reino Unido. “Se você tem sistemas multiagentes móveis, eles são basicamente
escaláveis, para que possam imprimir totalmente em 3D e construir estruturas maiores com sistemas
muito pequenos.” Uma grande estrutura poderia ser construída com vários agentes de impressão que
são trazidos para o local da construção.
Um enxame de impressoras 3D
https://www.advancedsciencenews.com/the-worlds-fastest-high-precision-3d-printer/
https://www.advancedsciencenews.com/the-worlds-fastest-high-precision-3d-printer/
2/3
Ao desenvolver seu conceito de impressão 3D aérea, Kovac e seus colegas procuraram para
construtores naturais, como vespas e abelhas, para inspiração. As abelhas rotineiramente constroem
estruturas muito maiores do que elas mesmas com a ajuda dos outros em sua colmeia.
Para testar sua teoria, a equipe desenvolveu dois tipos de drones para a tarefa: The BuilDrone, que
pode autonomamente expulsar e estabelecer vários materiais de construção em voo. E assim que as
abelhas ou vespas podem escanear seu ambiente enquanto constroem uma casa, um segundo robô
chamado ScanDrone varre a estrutura à medida que é construído, fornecendo informações sobre como
proceder. “A trajetória da impressora 3D – o robô da impressora voadora – é ajustada com base na
digitalização”, acrescentou Kovac.
Ambos os tipos de drones são capazes de trabalhar em três dimensões, simultaneamente ou
sequencialmente, e usando um braço de construção especial, eles foram capazes de colocar materiais
de construção com precisão de fabricação de alguns milímetros.
Os testes iniciais
Para seus experimentos, os pesquisadores usaram dois materiais diferentes - uma espuma e um
material cimentício. Esses materiais precisavam ser leves para facilitar o transporte pelo drone e tinham
que ser facilmente extrudados (ou imprimíveis), mas também fortes o suficiente para serem colocados
em cima uns dos outros para formar camadas.
Como prova de conceito, os drones foram usados pela primeira vez para criar um cilindro de 2,05 metros
de altura com um diâmetro de 0,3 metros de diâmetro feito de 72 camadas do material de espuma. Em
seguida, os drones construíram outro cilindro menor que tinha 0,18 metros de altura e composto de 28
camadas do material semelhante ao cimento. Para ver se seu método de fabricação poderia ser
ampliado, os pesquisadores realizaram um experimento de simulação para imprimir estruturas
praticamente maiores usando 15 drones.
Tanto o material de construção quanto o drone operado por bateria foram carregados manualmente, mas
no futuro, essas etapas poderiam ser automatizadas, de acordo com a Kovac.
Sua mobilidade e adaptabilidade tornam o processo aditivo aéreo especialmente útil. Por exemplo, os
drones poderiam ser usados para reparar rachaduras na fachada para evitar perdas de calor ou fissuras
em gasodutos ou gasodutos. A capacidade de reparar-em-voo também eliminaria a necessidade de
andaimes.
Além de ajudar com os elementos de design, a fabricação aditiva aérea poderia eventualmente
sincronizar com impressoras 3D baseadas em terra, bem como os seres humanos para ajudar a
construir estruturas em grande escala.
Referência: Ketao Zhang, et al., A manufatura aditiva aérea com múltiplos robôs autônomos, Nature
(2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04988-4
Imagem de destaque: Enxames de drones também podem ser usados no espaço, por exemplo, em uma
futura missão a Marte. Crédito da imagem: Yusuf Furkan KAYA, Laboratório de Robótica Aerial, Imperial
College London / Empa
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4
3/3
ASN WeeklyTradução
Inscreva-se para receber nossa newsletter semanal e receba as últimas notícias científicas diretamente
na sua caixa de entrada.
ASN WeeklyTradução
Inscreva-se no nosso boletim informativo semanal e receba as últimas notícias científicas.