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MARSHA, MARSHA, MARSHA:我们如何帮助AI太空工厂赢得NASA的3d打印栖息地挑战

3…2…1…

倒计时开始时,我看到一个高高悬挂在地面上的机器人在一个15英尺高的圆柱形结构上安装了一个天窗。这个最后的动作是30个小时比赛的高潮AI SpaceFactory和宾夕法尼亚州立大学争夺冠军和50万美元的奖金。

八个月前,来自“多星球建筑和技术设计机构”AI SpaceFactory的团队,作为波士顿欧特克技术中心的居民,为NASA的3d打印人居挑战赛开发设计的施工阶段。他们的火星栖息地设计MARSHA成功地通过了竞赛的初始阶段,需要创建一个机器人工作流程来执行其建造。

在AI SpaceFactory的团队中,之前没有人接触过机器人。我和车间工作人员面临着一项具有挑战性的任务:加快机器人、CNC工作流程和增材制造的陡峭学习曲线,使他们能够在竞争的最后阶段竞争。

AI SpaceFactory的火星栖息地设计MARSHA的渲染图。资料来源:Plomp & AI SpaceFactory

美国宇航局的3d打印栖息地挑战项目分为三个阶段:设计、材料和制造,目标是推进添加剂建筑技术,为深空探索(包括NASA的火星之旅)创造可持续住房。的欧特克技术中心实习项目对竞争对手来说是一个有吸引力的资源,因为它为来自工业、学术界和创业社区的团队提供了开放的工作空间和设备,在建筑、制造和新兴技术领域进行前瞻性工作。的我在波士顿工作的欧特克技术中心专注于建筑的未来,并提供一系列数字制造工具,以及通过培训和技术咨询提供支持。这个空间有利于严格的创新,提供在其他地方无法实现的加速时间框架。

该团队在打印阶段密切监控机器人,打印工作必须在30小时内完成。

从欧特克的角度来看,与AI SpaceFactory在这个项目上的合作是一项有吸引力的努力,因为为月球和火星开发的建筑技术可以在地球上提供有价值的好处,比如使用可回收或本地材料的低成本住房解决方案,美国宇航局称之为原位资源利用(ISRU)。

AI SpaceFactory于去年10月开始常驻,并迅速加快了培训、设备和设施、技术咨询和制造支持,这将使他们通过比赛的最后阶段。这包括使用基于颗粒的3d打印系统打印部分基础、墙壁和三分之一比例的原型。我们车间的每一位员工都参与支持团队,帮助完成所有事情-机器人集成,编程精密加工,CNC工作流程,复合材料制造等等。通过住院实习,团队能够与另一个住院医生建立联系弗吉尼亚理工大学设计研究中心-用于额外的设备咨询和硬件。

当挤出机打印材料时,使用颗粒干燥机来控制水分含量,从而获得更高质量的挤出。

为了让AI SpaceFactory为第三阶段也是最后阶段的建设比赛做好准备,我们付出了巨大的努力。他们被要求在5月的第一周,在伊利诺伊州皮奥里亚市外的卡特彼勒爱德华兹演示设施,在现场观众和评委面前打印1:3比例的原型。为了完成最后的打印,我们将ABB IRB 6700机器人借给了团队,弗吉尼亚理工大学提供了他们的机器人Strangepresse挤出机系统和颗粒干燥机,用来控制物料中的水分含量,以获得高质量的挤出。然后,ABB机器人连接到定制的液压升降机上,使其在空中挤压材料时灵活移动。这真的是一个团队的努力。

我有幸在卡特彼勒演示中心现场支持AI SpaceFactory进行比赛的最后挑战。当我们到达伊利诺斯州时,我们知道最大的挑战是时间。他们有30个小时的时间来打印他们的栖息地原型,每当有人亲自或远程干预3D打印过程时,就会扣分。目标是完全自治。

现场安装了一台欧特克的ABB机器人,并配有液压升降机来打印最终结构。

在比赛期间,我们迅速采取行动,解决出现的挑战-修复损坏的设备,努力克服设施停电,并进行实时布线修改。最终,我们克服了这些困难,机器人与挤出机和提升机配合,表现出色。它的最终打印结构包括三个成功放置的窗户和一个天窗。该结构的材料是一种生物聚合物玄武岩复合材料,比其混凝土竞争对手更好地承受了NASA的压力和冲击测试。MARSHA取得了成功,AI SpaceFactory被宣布为第一名,获得了50万美元的奖金。

就我个人而言,这个项目在几个方面扩展了我的技能。我学会了如何将机器人与挤出机和升降机等外部设备集成在一起,我也变得更适应在高压力环境下工作,以清楚地识别和解决问题。我为我们的技术中心团队感到自豪,我们加快了驻地团队完成大事的能力。它重申了我的信念,我们确实拥有一些最好的工具和专业知识,可以帮助有远见的人和公司执行他们有影响力的想法。

在取得重大胜利后,AI SpaceFactory将回到波士顿的欧特克技术中心进行另一个项目。在他们的下一阶段,他们将专注于改进他们的工作流程和创建一个移动设置,以便他们可以创建TERA,这是地球上第一个空间技术生态栖息地。我期待着继续与AI SpaceFactory合作,推动地球上甚至更远的建筑极限。

团队在地球上庆祝他们在火星上的成功。

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