3D打印和增材制造似乎是21世紀的金礦，近年來在從珠寶和汽車制造到建筑業(yè)的各個領域掀起了波瀾。誰會想到像3D打印這樣的技術可以與另外兩種新興技術--無人機和人工智能--結合起來并做出真正了不起的東西呢？

由倫敦帝國學院領導的巴斯大學的一個研究小組在《自然》上發(fā)表了一篇論文詳細介紹了一種非常誘人的新建筑工具：自主無人機，它可以像昆蟲一樣工作修復甚至可能建造整個結構。研究人員將這種制造方法稱為航空增材制造(Aerial-AM)。

無人機的工作原理跟擠壓式3D打印機相同，這意味著它們有一個垂直于工作區(qū)的打印頭，其將快速固化的材料流分層放置在一個表面。當擠壓發(fā)生時，打印頭移動以創(chuàng)建所需的形狀。根據(jù)需要增加層數(shù)以此來形成最終產品。在這種新的創(chuàng)新的情況下，研究人員開發(fā)出了他們自己的測試材料，其被描述為類似水泥，但卻足夠輕從而可以讓無人機隨身攜帶。

當談到這些飛行的、受昆蟲啟發(fā)的無人機，3D打印只是其中的一塊拼圖。研究人員開發(fā)了兩種類型的無人機并打算讓它們在機群中發(fā)揮作用以來完成維修或建筑工作。一方面，有BuilDrones，它們是負責鋪設材料的艱苦工作的無人機。

跟它們一起的還有ScanDrones，它們使用3D掃描儀執(zhí)行質量控制和監(jiān)督任務。后一種類型的無人機負責監(jiān)測BuilDrones的性能和整體結構以確保它符合制造規(guī)范。ScanDrones使用從其間歇性掃描中獲得的信息來告知建造過程中的下一步并向BuilDrones發(fā)出相應指示。研究人員利用這個系統(tǒng)能將打印精度降低到5毫米。

在開發(fā)過程中，研究人員用一些不同的材料進行打印，包括一種類似水泥的混合物，這種混合物可以在無人機上存放更長時間，另外一旦沉積就會迅速干燥。讓ScanDrones盯著施工意味著研究人員還可以測試更多不可預測的材料，如膨脹聚氨酯泡沫。研究人員希望這項新技術將為救災期間的快速施工和難以到達和安全施工的地方的結構維修打開大門。此外，這項技術還可以證明是一種有效的替代大型結構，這些結構通常被用來打印其他結構如房屋。