Стремясь соединить миры человеческого и роботизированного строительства, инженер-конструктор Джаспер Мэллинсон создал портативный станок с ЧПУ, который, по его мнению, однажды можно будет использовать на рабочих местах для реализации параметрических проектов.
Устройство Mecha-morphis было последним проектом Мэллинсона на магистерском курсе инновационного дизайна, проводимом Королевским колледжем искусств и Имперским колледжем Лондона.
Он служит своего рода станком с числовым программным управлением (ЧПУ), управляющим различными инструментами на основе пути, заданного компьютером, но относительно легким, портативным и способным сочетаться с управлением человеком.
Меха-морфис — портативный станок с ЧПУ.
Мэллинсон описывает устройство как «одноручный экзоскелет сверхчеловеческой точности». Этот дизайн стал результатом его исследования того, как технологии цифрового производства могут быть использованы для расширения, а не замены творческих способностей человека.
«Вместо того, чтобы думать о цифровом производстве как о чем-то отдельном от людей-создателей, я хотел, чтобы эта комбинация этих двух технологий стала основой моего проекта», — сказал он у.
«Я хотел опираться на идею универсального станка для изготовления, чего-то предельно гибкого, которое можно было бы использовать практически с любым инструментом и дополнить практически любой процесс изготовления».
Мэллинсон хотел расширить человеческие способности с помощью устройства
«Проект вообще не следовал процессу проектирования типа «проблема-решение», — добавил он. «Вместо этого я хотел поиграть в этом относительно неисследованном пространстве дизайна, которое, казалось, позволило бы мне создать что-то немного безумное».
Конструкция Меха-морфиса включает восемь двигателей, которые носят на одной руке и управляют движением кубической рамы с помощью инструмента, прикрепленного к ее передней поверхности.
Теоретически в число этих инструментов могут входить фрезерные станки, дрели или плазменные резаки, хотя до сих пор Мэллинсон тестировал прототип только с относительно безопасным карандашом и сварочной горелкой.
Двигатели и головка инструмента привязаны к руке, а контроллер компьютера носится на спине.
Рамка может перемещаться по шести осям, что дает ей шесть степеней свободы, при этом относительно свободно и плавно перемещаясь вокруг руки пользователя.
Мэллинсон стремится к тому, чтобы устройство предлагало полный спектр управления: от полностью ручного режима до полностью автономного режима с остановками между ними, обеспечивающими стабилизацию или ограниченное управление человеком.
Устройство прикрепляется кабелями к «рюкзаку», в котором находится компьютер и схема, которая управляет двигателями и контролирует их.
Хотя Мэллинсон, возможно, и начал проект, руководствуясь концептуальными соображениями, он начал видеть реальные практические преимущества своего изобретения после разговоров с вычислительными архитекторами и строителями.
На местах эти практики заметили, что, хотя алгоритмически спроектированные структуры становились все более распространенными, цифровые методы производства не догнали их.
По словам Мэллинсона, это может привести к «потенциально опасным» изменениям в конструкции во время строительства.
«Создать сложную параметрическую архитектуру часто бывает особенно сложно», — сказал инженер. «По-прежнему используются методы ручного строительства, которые, как я понял из разговоров со сварщиками на объекте, подвержены большему человеческому суждению, чем ожидалось, что приводит к отклонениям от исходной модели».
«Эти параметрические конструкции возникают из-за того, что многие функциональные требования реализуются с помощью неинтуитивных алгоритмов, поэтому отклонения в конечном результате могут быть более рискованными, чем в традиционных зданиях».
Мэллинсон считает, что устройство может помочь в строительстве сложной архитектуры.
Мэллинсон указывает на использование дополненной реальности для параметрической кладки кирпича и портативный фрезерный станок Shaper Origin с коррекцией положения как на два достижения в этой области, которые вдохновили его на работу.
Он также видит возможность в том, что Мехаморфис освобождает цифровое производство от мастерской и позволяет ему перемещаться туда, куда может пойти человек, а спектр вариантов управления также открывает новые возможности.
«Сохраняя, где это возможно, больший контроль со стороны человека и гибкость, мы надеемся, что устройство может стать полезным в более неоднозначных задачах, с которыми цифровое производство сегодня сталкивается с трудностями, например, при ремонте, модификации или восстановлении», — сказал Мэллинсон.
Мэллинсон совершенствует свой рабочий прототип.
Мэллинсон все еще разрабатывает свой прототип Меха-морфиса и в настоящее время сосредоточен на добавлении функции отслеживания положения с использованием технологий индустрии виртуальной реальности.
Это критический шаг, который позволит устройству достичь желаемой Мэллинсоном «сверхчеловеческой точности» и выполнять такие задачи, как сверление печатных плат и сварка надстроек, сказал инженер.
Он также планирует добавить датчики, чтобы устройство могло отслеживать свое положение, самостабилизироваться и следовать по траектории относительно окружающей среды.
Примером сочетания цифровых и ручных методов для реализации сложной архитектуры является хранилище Angelus Novus SOM и Принстонского университета, построенное ранее в этом году в Венеции каменщиком с использованием очков дополненной реальности.
