علماء يطورون سربًا من طائرات بدون طيار تقوم بالطباعة ثلاثية الأبعاد أثناء التحليق

رؤية مستقبلية: سرب من الطائرات بدون طيار (أو من الدرونات) قوم ببناء هياكل على سطح المريخ (رسم توضيحي). Yusuf Kaya / Imperial College London / Empa

تمكن فريق دولي من الباحثين من إنشاء أسطول من طائرات بدون طيار مستوحاة من النحل تعمل مع بعضها البعض لتشييد هياكل ثلاثية الأبعاد أثناء تحليقها. ومن المؤمل أن يتم استخدام هذه التكنولوجيا في سيناريوهات البناء الصعبة بعد حدوث كارثة ما أو للقيام بتنفيذ إصلاحات للمباني التي يصعب الوصول إليها.

اشترك في قيادة هذا النهج الجديد للطباعة ثلاثية الأبعاد علماءُ من إمبريال كوليدج لندن ومن المختبرات الفدرالية السويسرية لعلوم وتكنولوجيا المواد الذين طوروا طائرات بدون طيار تستخدم أساليب بناء جماعية مستوحاة من النحل والدبابير.

عند العمل معًا، تقوم الطائرات بدون طيار المسماة “بيلدرونز” “BuilDrones”  بوضع المواد أثناء التحليق، في حين تقوم الطائرات بدون طيار المسماة “سكاندرونز” “ScanDrones”  المعنية بمراقبة الجودة بقياس إنتاج الـ “بيلدرونز” باستمرار وإبلاغها بخطوات التصنيع التالية. ومع أن الطائرات بدون طيار تعمل بشكل مستقل تمامًا أثناء التحليق، إلا أنه يتم مراقبة أنشطتها من قبل وحدة تحكم بشرية تتحقق من التقدم المسجل وتتدخل إذا لزم الأمر بناءً على المعلومات المقدمة من الطائرات بدون طيار.

“لقد أثبتنا المفهوم الذي يُفيد بأن الطائرات بدون طيار يُمكن أن تعمل بشكل مستقل ومترادف لبناء وإصلاح المباني، على الأقل في المختبر. هذا الحل القابل للتطوير يمكن أن يساعد في البناء والترميم في المناطق التي يصعب الوصول إليها، مثل المباني الشاهقة”، على حد قول ميركو كوفاتش، كبير الباحثين في قسم علوم الطيران في إمبريال كوليدج لندن، ولدى المختبرات الفدرالية السويسرية لعلوم وتكنولوجيا المواد. وقد قام الفريق بنشر نتائج الأبحاث في مجلة “نيتشر” Nature العلمية المُحكّمة يوم 21 سبتمبر الجاري.

في هذا السياق، أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر شيوعًا في ميدان البناء. ففي الموقع نفسه وفي المصنع، تقوم الروبوتات الثابتة والمتحركة بطباعة مواد معينة لاستخدامها في مشاريع البناء، مثل الهياكل الفولاذية والخرسانية.

عملت الطائرات بدون طيار (أو الدرونات) مع بعضها البعض لتشييد “برج” يبلغ ارتفاعه مترين من رغوة سريعة التصلب، طابقا تلو الآخر. Sarah Lever

من أجل اختبار عملي للتصور الجديد، طور الباحثون أربعة خلائط شبيهة بالأسمنت لتقوم الطائرات بدون طيار باستخدامها. وخلال مرحلة البناء، تقوم الطائرات بدون طيار بتقييم الشكل الهندسي المطبوع في حينه وتكييف سلوكها للتأكد من أنها تفي بمواصفات البناء، مع تأمين دقة تصنيع تبلغ خمس ميليمترات.

وقد تضمّن عمل إثبات التصور الجديد بناء أسطوانة أولى بطول 2.05 متر (72 طبقة) باستخدام مادة رغوية قائمة على البولي يوريثان (polyurethane)، وأسطوانة ثانية يبلغ مقاسها 18 سنتيمترا (28 طبقة) بمادة هيكلية مُصمّمة خصيصًا وشبيهة بمادة الأسمنت.

في هذا الصدد، يخطط الباحثون للعمل مع شركات البناء للتحقق من صحة التكنولوجيا، التي يعتقدون أنها ستوفر مبالغ كبيرة على مستوى التكاليف وستساعد في التقليل من مخاطر الوصول (إلى المباني المعقدة أو الخطرة) مقارنة بالطرق اليدوية التقليدية.

يُشار إلى أن الفريق السويسري – البريطاني تعاون مع علماء من كلية لندن الجامعية، وجامعة باث، وجامعة بنسلفانيا، وجامعة كوين ماري في لندن، وجامعة ميونيخ.