যদিও স্কেলেবিলিটি, স্থায়িত্ব, দীর্ঘমেয়াদী দৃঢ়তা এবং গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা যেমন অগ্নি প্রতিরোধের মতো একটি সিস্টেম ব্যাপকভাবে স্থাপন করার আগে অন্বেষণ করা বাকি, গবেষকরা বলছেন যে এই প্রাথমিক ফলাফলগুলি স্বয়ংক্রিয় অন-সাইট নির্মাণের জন্য এই পদ্ধতির সম্ভাব্যতা তুলে ধরে।
“আমি বিশেষভাবে উচ্ছ্বসিত যে কীভাবে একটি বিচ্ছিন্ন জালির রোবোটিক সমাবেশ একটি বাস্তবসম্মত উপায়ে নির্মিত পরিবেশে ডিজিটাল বানান প্রয়োগ করতে সক্ষম করতে পারে যা আমাদেরকে আরও দক্ষতার সাথে এবং টেকসইভাবে নির্মাণ করতে দেয়,” বলেছেন মায়ানা স্মিথ, সেন্টার ফর বিটস অ্যান্ড অ্যাটমস (সিবিএ) এর স্নাতক ছাত্র, এমআইটি এবং গবেষণার লেখক।
প্রবন্ধটিতে তিনি পল রিচার্ডের সাথে যোগ দিয়েছেন, সুইজারল্যান্ডের ইকোল পলিটেকনিক ফেডারেল ডি লাউসেনের মাস্টার্সের ছাত্র এবং এমআইটি-তে প্রাক্তন ভিজিটিং গবেষক; আলফোনসো প্যারা রুবিও, সিবিএ-তে স্নাতক ছাত্র; এবং সিনিয়র লেখক নীল গেরশেনফেল্ড, এমআইটির একজন অধ্যাপক এবং সিবিএর পরিচালক। গবেষণায় প্রদর্শিত হয় নির্মাণে অটোমেশন.
আরও ভাল বিল্ডিং ব্লক ডিজাইন করা
বিগত কয়েক বছর ধরে, সেন্টার ফর বিটস অ্যান্ড অ্যাটমস-এর গবেষকরা ভক্সেল তৈরি করেছেন, যা জালিযুক্ত বিল্ডিং ব্লক যা উচ্চ শক্তি এবং দৃঢ়তার বস্তু যেমন বিমানের ডানা, উইন্ড টারবাইন ব্লেড এবং স্পেস স্ট্রাকচারে একত্রিত হতে পারে।
“এখানে, আমরা মহাকাশের নীতিগুলি নিচ্ছি এবং সেগুলিকে বিল্ডিংগুলিতে প্রয়োগ করছি৷ কেন আমরা বিমান তৈরির মতো দক্ষতার সাথে বিল্ডিং তৈরি করি না?” Gershenfeld বলেছেন, পূর্ববর্তী কাজের উপর ভিত্তি করে তার ল্যাব নাসা, এয়ারবাস এবং বোয়িং এর সাথে ভক্সেল প্রশিক্ষণের উপর কাজ করেছে।
ভবনগুলির জন্য ভক্সেল-ভিত্তিক সমাবেশ কৌশলগুলির সম্ভাব্যতা তদন্ত করার জন্য, গবেষকরা প্রথমে গ্লাস-রিইনফোর্সড নাইলন এবং ইস্পাত দিয়ে তৈরি একটি কেলভিন জালি সহ আটটি বিদ্যমান ভক্সেল ডিজাইনের যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা এবং স্থায়িত্ব মূল্যায়ন করেছিলেন।
এই অনুমানের উপর ভিত্তি করে, তারা একটি নতুন জ্যামিতি ব্যবহার করে তিনটি ভক্সেলের একটি সেট তৈরি করেছে যা আরও সহজে একটি বড় কাঠামোতে রোবটভাবে একত্রিত হতে পারে। নতুন নকশা, একটি উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-কঠিনতা অক্টেট জালির উপর ভিত্তি করে, যান্ত্রিকভাবে কঠোর কাঠামোর মধ্যে সারিবদ্ধ করে।
“এই ভক্সেলগুলির ইন্টারলকিং প্রকৃতির অর্থ হল আমরা সিস্টেমে প্রচুর সংযোগকারীর প্রয়োজন ছাড়াই চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পেতে পারি, তাই বিল্ড প্রক্রিয়াটি আরও দ্রুত চলতে পারে,” বলেছেন স্মিথ৷
নির্মাণের গতি ত্বরান্বিত করার জন্য, তারা তাদের দেহকে নোঙ্গর করে এবং প্রসারিত করে একটি ভক্সেল কাঠামো জুড়ে ক্রলিং করা কৃমির মতো রোবটের উপর ভিত্তি করে একটি রোবোটিক সমাবেশ ব্যবস্থা ডিজাইন করেছে। ইঞ্চওয়ার্ম ল্যাটিস অ্যাসেম্বলার মডুলার রোবট, বা MILAbots, ভক্সেল বিল্ডিং ব্লক স্থাপন করতে এবং স্ন্যাপ সংযোগগুলি সংযুক্ত করতে প্রতিটি প্রান্তে গ্রিপার ব্যবহার করে।
“রোবটগুলি ভক্সেলগুলিকে একত্রিত করে তাদের জায়গায় ফেলে এবং তারপরে তাদের উপর পা রাখতে পারে যাতে টুকরোগুলি একসাথে ফিট হয়। আমরা রোবট এবং ভক্সেলগুলির মধ্যে যান্ত্রিক সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে সুনির্দিষ্ট কৌশল তৈরি করতে পারি,” স্মিথ ব্যাখ্যা করেন।
দলটি তিনটি উপকরণ ব্যবহার করে তাদের নতুন ভক্সেল ডিজাইন তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় মূর্ত কার্বন তদন্ত করেছে: প্লাস্টিক, পাতলা পাতলা কাঠ এবং ইস্পাত। তারপরে তারা একটি সাধারণ একতলা বিল্ডিং তৈরি করতে রোবোটিক সমাবেশ পদ্ধতি ব্যবহার করে উত্পাদনশীলতা এবং খরচ মূল্যায়ন করেছিল। গবেষকরা এই অনুমানগুলিকে অন্যান্য নির্মাণ পদ্ধতির কর্মক্ষমতার সাথে তুলনা করেছেন।
সম্ভাব্য পরিবেশগত সুবিধা
তারা দেখেছে যে বেশিরভাগ বিদ্যমান ভক্সেল, বিশেষ করে প্লাস্টিকের তৈরি, স্থায়িত্বের ক্ষেত্রে বিদ্যমান পদ্ধতির তুলনায় খারাপভাবে কাজ করে, কিন্তু তাদের ডিজাইন করা ইস্পাত এবং কাঠের ভক্সেলগুলি উল্লেখযোগ্য পরিবেশগত সুবিধা প্রদান করে।
উদাহরণস্বরূপ, তাদের ইস্পাত ভক্সেল ব্যবহার করে 3D কংক্রিট মুদ্রণের জন্য প্রয়োজনীয় মূর্ত কার্বনের মাত্র 36 শতাংশ এবং প্রিকাস্ট কংক্রিটের মূর্ত কার্বনের 52 শতাংশ উত্পাদন করবে। প্লাইউড ভক্সেলগুলিতে সর্বনিম্ন কার্বন ফুটপ্রিন্ট ছিল, যার জন্য যথাক্রমে মূর্ত কার্বনের প্রায় 17% এবং 24% প্রয়োজন।
“প্লাস্টিক-ভিত্তিক ভক্সেল পদ্ধতির জন্য এখনও একটি সম্ভাব্য কার্যকর বিকল্প রয়েছে, আমরা যে ধরনের প্লাস্টিক, ভরাট এবং জ্যামিতি ব্যবহার করি সে সম্পর্কে আমাদের আরও একটু কৌশলী হতে হবে,” বলেছেন স্মিথ৷
উপরন্তু, ইস্পাত এবং কাঠের ভক্সেলের জন্য পূর্বাভাসিত অন-সাইট সমাবেশের সময় গড় 99 ঘন্টা, যেখানে বিদ্যমান নির্মাণ পদ্ধতিগুলি গড়ে 155 ঘন্টা।
এই গতির সুবিধাগুলি ভক্সেল-ভিত্তিক কম্পোজিংয়ের বিতরণ প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। যদিও একটি একক MILAbot একা কাজ করা বিদ্যমান কৌশলগুলির তুলনায় অনেক ধীর, 20 টি রোবটের একটি দল সমান্তরালভাবে কাজ করে, সিস্টেমটি কম খরচে বিদ্যমান অটোমেশন পদ্ধতিগুলিকে ধরে বা ছাড়িয়ে যায়।
“এই পদ্ধতির একটি সুবিধা হল এটি কতটা পরিমাপযোগ্য। আপনি নির্মাণ শুরু করতে পারেন, এবং যদি দেখা যায় যে আপনার একটি নতুন ঘরের প্রয়োজন, আপনি কেবল কাঠামোতে যোগ করতে পারেন। এটি বিপরীতমুখীও, তাই যদি আপনার ব্যবহার পরিবর্তিত হয়, আপনি ভক্সেলগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারেন এবং গঠন পরিবর্তন করতে পারেন, ” Gerschenfeld বলেছেন।
গবেষকরা একটি ইন্টারফেসও তৈরি করেছেন যা ব্যবহারকারীদের ম্যানুয়ালি প্রবেশ করতে বা একটি ভক্সেলাইজড কাঠামো ডিজাইন করতে দেয়। স্বয়ংক্রিয় সিস্টেম MILAbots নির্মাণের জন্য যে পথে যেতে হবে তা নির্ধারণ করে এবং যানবাহনগুলিতে কমান্ড পাঠায়।
সেই প্রকল্পের পরবর্তী ধাপটি হবে ভুটানে একটি বৃহত্তর পরীক্ষামূলক বিছানা, “অভিনব সুপারল্যাব” ব্যবহার করে যা CBA সেখানে একটি পরিকল্পিত টেকসই শহরের জন্য নির্মাণ পরিদর্শন রোবটগুলির প্রতিলিপি তৈরি করতে সাহায্য করেছিল, Gerschenfeld বলেছেন।
ভবিষ্যতের কাজের অতিরিক্ত ক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে পার্শ্বীয় লোডের অধীনে ভক্সেল কাঠামোর স্থিতিশীলতা অধ্যয়ন করা, সিস্টেমের পদার্থবিদ্যা ব্যাখ্যা করার জন্য ডিজাইনের সরঞ্জামগুলির উন্নতি করা, MILAbots উন্নত করা, এবং শীটগুলিতে একীভূত ভক্সেলের মূল্যায়ন, নিরোধক বা বৈদ্যুতিক রাউটিং এবং প্লাম্বিং।
স্মিথ বলেছেন, “আমাদের কাজটি সহায়তা করে কেন এই ধরনের বিতরণ করা রোবোটিক সমাবেশ করা একটি কার্যকর উপায় হতে পারে বিল্ডিং নির্মাণে ডিজিটাল উত্পাদন আনার জন্য”।
“নিল গারশেনফেল্ড এবং তার দল ক্ষুদ্র রোবোটিক মেশিনের সাহায্যে নিজেদের তৈরি করার উপায় খুঁজে বের করার আরেকটি দূরদর্শী উদাহরণ। আমি এখন বিল্ডিংয়ের বাইরের অংশকে আরও আকর্ষণীয় এবং আনন্দদায়ক করার জন্য কীভাবে এমন একটি ধারণা ব্যবহার করতে পারি তা দেখে আমি মুগ্ধ,” বলেছেন টমাস হিথউইক, হিথউইক স্থাপত্যের প্রতিষ্ঠাতা, যিনি এই গবেষণায় জড়িত ছিলেন না এবং এই গবেষণায় জড়িত ছিলেন না।
এই কাজটি আংশিকভাবে, এমআইটি সেন্টার ফর বিটস এবং অ্যাটমস কনসোর্টিয়াম দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল।
