Дроны-строители: ИИ и 3D-печать меняют будущее

Представьте: стихийное бедствие, дороги заблокированы, и людям срочно нужно укрытие. Вместо того чтобы ждать дни, пока прибудет спасательная команда, в воздух поднимается рой дронов, управляемых искусственным интеллектом, с материалами и возможностью строить убежища, укреплять инфраструктуру и возводить мосты, соединяющие людей с безопасностью.

Это звучит как научная фантастика, но новые исследования из Колледжа инженерии Университета Карнеги-Меллона объединяют дроны, аддитивное производство и большие языковые модели, чтобы переосмыслить будущее строительства с воздуха.

Аддитивное производство в воздухе (AM) — представьте летающие 3D-принтеры — годами привлекало исследователей. Однако естественная нестабильность дрона в полете делает традиционное послойное изготовление практически невозможным. Чтобы преодолеть это, Амир Барати Фаримани, доцент кафедры машиностроения, оснастил дроны магнитными блоками для точной сборки методом выбора и размещения, а также большой языковой моделью (LLM), способной преобразовывать высокоуровневые дизайнерские цели, такие как “построить мост”, в выполнимые планы.

“Адаптивность LLM позволяет нам генерировать и адаптировать строительные планы на месте. Если мы сталкиваемся с проблемами во время строительства, мы можем переключиться, чтобы обеспечить эффективное и точное строительство”, — сказал Барати Фаримани.

Для проверки этого подхода к воздушному AM исследователи создали сетку 5x5 и поручили дронам создавать определенные формы, используя магнитные блоки. Поскольку дроны контролировались камерой, если они роняли блок не на ту позицию, оставляли зазор или строили неэффективно, LLM автоматически давала дрону указание работать с ошибкой из нового плана, а не начинать заново. Благодаря этому замкнутому циклу обратной связи, 90% строительных работ были успешными.

“Мы можем представить, как этот инструмент будет заделывать выбоины, ремонтировать космические корабли на орбите и строить инфраструктуру в горных районах, куда не может добраться тяжелая техника”, — отметил он.

В дальнейшем команда планирует тестировать свои дроны вне лаборатории, чтобы решать будущие реальные задачи. Они намерены исследовать использование LLM для создания 3D-структур и работу с более динамичными строительными материалами, что еще больше оптимизирует гибкость рабочих характеристик конструкторских решений.