清晨，你從機器人“縫”起來的房子里走出，漫步在3D打印的步行橋上，抬頭凝視正在城市上空進行數(shù)字環(huán)境監(jiān)測的無人機群，遠方傳來手拿折紙玩耍的孩子們的嬉戲聲。或許你會認為這樣的場景只存在于想象中，但是，近日同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院舉辦的“上海數(shù)字未來”系列活動，已為我們展現(xiàn)了實現(xiàn)這種夢想的可能。

機器人木縫紉、機器人3D打印、無人機群感應(yīng)城市環(huán)境等等一系列關(guān)于數(shù)字設(shè)計與建造的前沿實驗成果展示，贏得了參觀者交口稱贊。據(jù)了解，此次活動的目標是，“瞄準建筑產(chǎn)業(yè)化升級，探索建筑4.0建筑產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)，實現(xiàn)新的建筑學、土木工程學、機械學、計算機科學，材料科學等的全方位跨學科創(chuàng)新。”同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院袁烽教授7月13日告訴科技日報記者。

機器人：“縫”起一座房子

展覽中，木材“縫”起來的建筑范本格外吸引人，參觀者紛紛在“縫”起來的空間內(nèi)合影留念。據(jù)了解，該建筑范本是學生基于機器人木材縫合的數(shù)字化工藝，通過縫紉將平面膠合板直接連接形成的復(fù)雜三維“建筑”。

袁烽教授表示，機器人木縫紉項目首先探索的是一種新型的木結(jié)構(gòu)支撐方式，項目采用3mm的薄木板，這種木板本身很難有結(jié)構(gòu)作用，但是將木板彎折到合適的形態(tài)并相互連接，能夠形成一個兼具結(jié)構(gòu)強度和美觀的結(jié)構(gòu)體系。針對這種結(jié)構(gòu)方式，項目研究的第二方面就是木縫紉連接方式。對薄木板而言，傳統(tǒng)的螺栓連接會對材料產(chǎn)生極大破壞，相比之下木縫紉連接在實現(xiàn)連接功能的同時將節(jié)點對材料的破壞最小化。在這種意義上，木縫紉可能是這種新型薄木板結(jié)構(gòu)的最佳連接方式。木縫紉的薄木板結(jié)構(gòu)已經(jīng)實現(xiàn)了十幾米的跨度，縫合一棟建筑也不是一個遙不可及的目標。

3D打印：世界第一座改性塑料步行橋

在整個展覽活動中，最吸引“眼球”的是3D打印的步行橋。“這是世界上第一座使用改性塑料進行機器人3D打印的步行橋”，袁烽教授說。學生們通過定制3D打印模塊砌筑的方式完成了兩座3D打印橋梁，跨度分別為4米和11米。袁烽教授表示，3D打印橋梁的實施意味著大尺度3D打印技術(shù)不僅可以用于造型，還可以用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實施，尤其是與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合的情況下，可以高效的完成結(jié)構(gòu)構(gòu)件打印。這無疑是在建筑3D打印領(lǐng)域向前邁進了重要的一步。

與此同時，學生們通過對人體比如皮膚張力、肌肉運動等問題的研究，嘗試把生物啟發(fā)下的幾何模式與人體機能表現(xiàn)進行結(jié)合，去設(shè)計以及打印出“身體建筑”——3D打印大衣，該大衣將會與人體的肌肉運動進行關(guān)聯(lián)，使用尼龍材料SLS成型技術(shù)生產(chǎn)硬性的物件。