Чтобы заслужить благодарность потомков, достаточно изобрести какую-нибудь полезную мелочь – винный штопор или «плечики» для пиджака. Но куда приятнее войти в историю, создав нечто такое, что поможет решить сразу несколько глобальных проблем человечества.
Впрочем, профессору Университета Южной Калифорнии Бероху Хошневису о таких мелочах, как место в истории, можно уже и не беспокоиться. Ему осталось лишь воплотить в жизнь свое эпохальное изобретение.
Как растут дома
Бич Юга — землетрясение. Столбы пыли над разбитыми в щебень хижинами, сотни или тысячи погибших, толпы беженцев. Первым делом на место катастрофы доставляют палатки, медикаменты, продовольствие — пострадавшие должны немедленно получить укрытие от стихии, помощь и пропитание. Но сколько придется жить людям в палаточном городке без элементарных житейских удобств? Виден ли край их отчаянию? Да! Надо лишь немного набраться терпения. Вот на расчищенной бульдозером площадке специальные бригады уже монтируют какие-то странные П-образные конструкции, отдаленно напоминающие портальные краны для загрузки железнодорожных вагонов. После окончания монтажа машины оживают. Двигаясь вперед и назад по рельсам, они размахивают руками-манипуляторами, деловито жужжат и пыхтят. И прямо на глазах под каждой из машин вырастает просторный одноэтажный дом. Теперь осталось вставить окна, проложить трубы водопровода и канализации, провести электричество, отштукатурить и оклеить обоями стены, настелить полы... да ничего подобного! Дом полностью готов: в нем уже проложены коммуникации и проведена внутренняя отделка. Можно расселять беженцев из палаток в новые недорогие жилища со всеми удобствами.
Все это пока не репортаж с места событий, но именно так в недалеком будущем новая робототехника сможет помогать жертвам природных катаклизмов. И не только им, конечно. Но все однажды началось именно с землетрясения...
Строительный принтер в действии
Внутрь строящихся бетонных стен рука-манипулятор вставит элементы арматуры. Разумеется, эта арматура должна состоять из небольших по размеру, легко сочленяемых деталей. На схеме показано, как манипулятор со сменяемыми рабочими головками будет составлять арматурную сборку, устанавливая ее на очередной залитый слой бетона. Таким же образом роботизированная рука проложит в стенах все необходимые коммуникации. Программа, управляющая принтером, укажет манипулятору, заливающему растворы, в каких именно местах необходимо оставить технологические полости для прокладки кабелей, труб и коробов с проводкой.
Без встряски нет открытия
Когда в 1994 году сильно тряхнуло Лос-Анджелес, в стене дома, принадлежавшего мистеру Хошневису, появилась немалых размеров трещина. Ловко орудуя кельмой (в просторечье именуемой «мастерком»), хозяин заполнил щель раствором и идеально выровнял стену. В этот момент озарения Хошневис подумал о том, что мастерок при всей своей кажущейся простоте — удивительно удобный инструмент для работы со строительными растворами. С его помощью можно легко придать нужную форму застывающей массе и сгладить любые неровности. А что если мастерок вручить... роботу?
Все самые продуктивные идеи появляются тогда, когда их воплощению сопутствуют благоприятные обстоятельства. Примерно тогда же, в середине 90-х годов прошлого века, появились первые устройства для создания твердых трехмерных макетов по компьютерным CAD-моделям. Программное обеспечение этих по сути 3D-принтеров описывало будущий макет как совокупность тонких слоев материала, последовательно накладываемых друг на друга. Именно так формировался и сам отпечаток. Впрыскиваемый форсунками пластичный материал слой за слоем «вылеплял» объект, форма которого была задана компьютером.
Так строительный принтер возводит стену
Теперь осталось совместить мастерок в руке робота с технологиями создания твердых 3D-слепков по цифровой модели, чтобы родилась идея строительного принтера, машины, которая, получив команду от компьютера, возведет дом без посторонней помощи.
Сложные отделочные работы
Если функции манипулятора с рабочей головкой, наносящей раствор, довольно ограничены, то вторая "рука" должна будет демонстрировать истинные чудеса универсальности. Ей предстоит устанавливать элементы арматуры в стены, монтировать в рабочих полостях трубы и элетропроводку, вставлять окна и двери, класть полы, проводить отделку стен и возводить кровлю.
Двурукий хайтек
Это кажется парадоксальным, но тем не менее одна из самых динамично развивающихся в современной экономике отраслей — строительство — остается истинным пристанищем лоутека. На стройплощадках вовсю используются технологии, созданные десятилетия, а то и столетия назад. Широко применяется ручной труд, и, как следствие, высок уровень травматизма среди рабочих. Стройки по-прежнему остаются источником разного рода загрязнений окружающей среды: они шумят, пылят и производят слишком много отходов. Новая технология Contour Crafting, разработанная под руководством Бероха Хошневиса в стенах Университета Южной Калифорнии, призвана стать началом хайтек-революции в строительном деле. Разработанный в рамках этой технологии строительный принтер сможет возводить жилища относительно тихо, экономно и практически без участия человека.
"