Cỗ máy in 3D "ăn" đất đá để xây nhà: Bước đột phá của Crest Robotics và EarthBuilt

Charlotte, một robot hình nhện được phát triển chung bởi Crest Robotics và EarthBuilt Technology, đã chính thức ra mắt tại Đại hội Du hành Vũ trụ Quốc tế (IAC) lần thứ 76 ở Sydney. Robot này mang theo những mục tiêu đầy tham vọng cho cả Trái Đất và không gian.

Charlotte là một robot xây dựng bán tự động, lấy cảm hứng từ sinh học, kết hợp giữa robot học và công nghệ in 3D. Tại IAC, một nguyên mẫu thu nhỏ đã được trình diễn, đánh dấu cột mốc ban đầu cho một sự thay đổi mang tính cách mạng trong cách xây dựng các công trình.

Ở Trái Đất, tầm nhìn của dự án này đơn giản nhưng đầy táo bạo: Charlotte sẽ "ăn" (nạp vào) các vật liệu thô như cát, đất, hoặc gạch vụn sau đó kết dính và nén chúng bằng hệ thống đùn độc quyền để dần dần "in" ra các bức tường và cấu trúc ngay tại chỗ.

Mục tiêu: Xây dựng một ngôi nhà rộng 200 mét vuông chỉ trong một ngày.

Các nhà phát triển khẳng định phương pháp này có thể cắt giảm đáng kể lượng khí thải carbon, thời gian và chi phí nhân công so với xây dựng truyền thống vốn thường bao gồm nhiều giai đoạn riêng biệt và tiêu tốn nhiều năng lượng.

Mở rộng quy mô trên Trái Đất, chuẩn bị cho biên giới Mặt Trăng

Tham vọng của Charlotte còn vươn xa hơn Trái Đất. Thiết kế của nó được cố ý giữ ở mức nhẹ và có thể gập lại, giúp nó dễ dàng được đóng gói cho các chuyến du hành vũ trụ và triển khai trên các bề mặt ngoài hành tinh.

Mục tiêu dài hạn là sử dụng Charlotte hoặc các biến thể trong tương lai để xây dựng nơi cư trú, hầm trú ẩn hoặc cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng và có thể là các thiên thể khác nơi các kỹ thuật xây dựng truyền thống là bất khả thi.

Crest Robotics và EarthBuilt Technology chia sẻ: "Trên Mặt Trăng, chúng ta cần những máy móc xây dựng khác biệt,... Khả năng linh hoạt và năng động của Charlotte cho phép xây dựng nhanh chóng trên bề mặt Mặt Trăng".

Các nhà phát triển cũng chỉ ra sứ mệnh Artemis, nhằm đưa con người trở lại Mặt Trăng vào giữa thập niên 2020, như một cơ hội khả thi để thử nghiệm các hệ thống xây dựng robot này tại chỗ.

Sự hỗ trợ của Chính phủ và những thách thức phía trước

Charlotte đã nhận được sự hỗ trợ từ Chính phủ New South Wales thông qua chương trình Space+ do SmartSat CRC thực hiện.

Clyde Webster, giám đốc sáng lập của Crest Robotics, mô tả Charlotte không chỉ đơn thuần là một robot xây dựng mà là "một máy in 3D khổng lồ" có thể giảm bớt tình trạng thiếu nhà ở và thúc đẩy năng suất trong xây dựng.

Jan Golembiewski, đồng sáng lập của EarthBuilt Technology, nhấn mạnh sự đơn giản của ý tưởng: "Nguyên liệu thô đi vào và những bức tường đi ra". Ông cho rằng tốc độ của Charlotte có thể sánh ngang với hơn 100 thợ nề truyền thống cùng làm việc.

Tuy nhiên, thách thức vẫn còn đó. Nguyên mẫu vẫn đang ở giai đoạn đầu và còn nhiều rào cản lớn trước khi nó có thể xây dựng những ngôi nhà quy mô đầy đủ trên Trái Đất chưa kể đến việc hoạt động trong trọng lực Mặt Trăng, chân không, nhiệt độ khắc nghiệt, bụi hoặc bức xạ.

Các vấn đề về hậu cần triển khai, nguồn nguyên liệu, độ bền, độ tin cậy và khả năng tự chủ của robot đều đặt ra những câu hỏi kỹ thuật sâu sắc.

Neda Mohammadi, một nhà nghiên cứu tại Đại học Sydney, nhận xét rằng robot có thể giúp giải quyết tình trạng thiếu lao động và chậm trễ trong xây dựng, giải phóng đội ngũ con người để xử lý các nhiệm vụ phức tạp và sáng tạo hơn.

Hướng tới tương lai: Trái Đất trước, rồi đến các vì sao

Mặc dù tham vọng cuối cùng là xây dựng ngoài trái đất, lộ trình trước mắt có vẻ là các ứng dụng nhà ở trên mặt đất. Thành công tại đây sẽ không chỉ xác nhận công nghệ trong điều kiện dễ dàng hơn mà còn mang lại giá trị thương mại thực tế trong việc giải quyết khủng hoảng nhà ở toàn cầu.

Nếu Charlotte hoặc các robot liên quan có thể in nhà một cách đáng tin cậy, nhanh chóng và ít phát thải, chúng có thể định hình lại ngành xây dựng, mang lại nhà ở giá rẻ hơn và giảm áp lực về nhân công, vật liệu và ngân sách carbon.

Đồng thời, việc chứng minh dù chỉ một mức độ chức năng khiêm tốn trong môi trường khắc nghiệt của Mặt Trăng cũng sẽ là một bước nhảy vọt sâu sắc cho cơ sở hạ tầng không gian của con người.

Ý tưởng về robot xây dựng các khu định cư cho con người trên các thiên thể khác đang tiến gần hơn đến hiện thực và sự ra mắt của Charlotte cho thấy chúng ta có thể đang bước vào kỷ nguyên đó.

Theo Robotics & Automation News