Роботы-строители из модульных блоков сократят углеродный след зданий

Исследователи Массачусетского технологического института предложили новый способ возведения зданий — с помощью роботизированной сборки модульных трехмерных элементов, так называемых вокселей. По их оценкам, этот метод позволяет сократить воплощенные выбросы углерода, то есть все выбросы, связанные с жизненным циклом стройматериалов, до 82 процентов по сравнению с популярными сегодня технологиями: 3D-печатью бетона, сборкой из预制 модульных блоков и стальным каркасом. При этом стоимость и скорость строительства остаются конкурентоспособными.

Воксели представляют собой решетчатые блоки, которые соединяются друг с другом, образуя прочные и жесткие конструкции. Ученые разработали три новых типа вокселей на основе октетной решетки, которые механически самоцентрируются и не требуют большого количества соединителей. Для ускорения строительства созданы специальные роботы MILAbot, передвигающиеся по структуре, как гусеницы: они закрепляются на блоках, растягивают корпус, а затем устанавливают новые воксели, защелкивая их на месте.

В ходе исследования авторы также сравнили эффективность вокселей из разных материалов. Стальные конструкции показали значительно лучшие экологические показатели, чем пластиковые: они требуют лишь 36 процентов воплощенного углерода, необходимого для 3D-печати бетона, и 52 процента — для сборного бетона. Фанерные воксели оказались еще экологичнее: им требуется всего 17 и 24 процента соответственно. Среднее время сборки одноэтажного здания из таких вокселей составило около 99 часов, тогда как традиционные методы занимают в среднем 155 часов.

Пока технология не готова к массовому применению: предстоит проверить масштабируемость, долговечность и огнестойкость конструкций. Тем не менее исследователи подчеркивают, что роботизированная сборка дискретных решеток открывает путь к практическому цифровому производству в строительстве — более быстрому, эффективному и устойчивому.