Dùng UAV xây dựng công trình cao tầng

Nhóm nghiên cứu tuyên bố công nghệ mới có thể giúp giải quyết nhu cầu nhà ở và cơ sở hạ tầng đang rất cấp bách trên toàn cầu. UAV khắc phục được hạn chế của phương pháp xây dựng truyền thống cũng như robot hoạt động trên mặt đất.

Khác với phương pháp xây dựng truyền thống, phương pháp bồi đắp (AM) hình thành vật thể cần gia công bằng cách xây dựng từng lớp. Vật liệu sử dụng có thể là nhựa, kim loại, sứ, bê tông…

UAV có phạm vi hoạt động không bị hạn chế, đủ sức đảm nhiệm công việc ở địa điểm cao hoặc nơi có địa hình phức tạp mà phương pháp thông thường không thể tiếp cận như trên núi, khu vực thiên tai, thậm chí hành tinh xa xôi. Hơn nữa chúng không đòi hỏi công trường cố định, dễ dàng triển khai số lượng lớn, vô cùng linh hoạt. Đồng thời chúng cũng kéo giảm khoảng cách vận chuyển, tiết kiệm vật tư, tăng độ an toàn lúc xây dựng.

3 hình thức của Aerial AM - Ảnh: EMPA

Tiến sĩ Basaran Bahadir Kocer (Đại học Đại học Bristol) - thành viên nhóm nghiên cứu - cho biết: “Mặc dù có tiến bộ đầy hứa hẹn, nhưng việc triển khai robot bay cho hoạt động xây dựng tự động quy mô lớn vẫn còn trong giai đoạn trứng nước. Những trở ngại lớn gồm độ bền của vật liệu, hệ thống định vị cho môi trường ngoài trời, sự phối hợp giữa nhiều UAV”.

Cánh tay robot cùng giàn in 3D đã được sử dụng thực tế. Chúng thường là hệ thống nặng đặt trên mặt đất với khả năng di chuyển hạn chế, khó hoạt động trên địa hình không bằng phẳng hoặc địa điểm cao.

“Giải quyết loạt trở ngại hiện tại là điều cần thiết để khai thác hết tiềm năng của Aerial AM. Tuy nhiên các thử nghiệm giai đoạn đầu đã cho thấy khả năng sửa chữa theo yêu cầu và kỹ thuật lắp ráp theo module nhanh chóng, mở đường cho áp dụng rộng rãi hơn”, theo ông Kocer.

Công nghệ mới đang được thử nghiệm tại trung tâm DroneHub thuộc Phòng thí nghiệm Khoa học và Công nghệ vật liệu liên bang Thụy Sĩ (EMPA). Trung tâm cung cấp nền tảng thử nghiệm thực tế đầu tiên bên ngoài phòng thí nghiệm.

UAV xây dựng đặc biệt phù hợp với công tác cứu trợ thiên tai, đặc biệt là vùng ngập lụt hoặc bị tàn phá khó tiếp cận bằng phương tiện thông thường. Máy bay không người lái có thể vận chuyển vật liệu rồi tự động xây nơi trú ẩn khẩn cấp. Công việc phát hiện và sửa chữa vết nứt trên cầu hoặc công trình cao tầng cũng có thể giao cho chúng mà không cần lắp giàn giáo.

Nếu không có vật liệu nhẹ, ổn định, dễ thi công, Aerial AM không cách nào phát huy hết tiềm năng. Song song đó thiết kế công trình cũng phải thay đổi cho phù hợp phương pháp xây dựng mới. Nhóm nghiên cứu đặt ra lộ trình phát triển gồm 5 giai đoạn, từ bay cơ bản theo tuyến đường vạch sẵn đến tự động hoàn toàn.

Cẩm Bình