Ein in London ansässiges Startup hat einige der bahnbrechendsten Technologien von heute kombiniert, um die Art und Weise zu verändern, wie wir die Zukunft gestalten. Durch die Nachrüstung von Industrierobotern mit 3D-Druckpistolen und Algorithmen der künstlichen Intelligenz, Ai Build hat Maschinen konstruiert, die ihre Fehler sehen, erschaffen und sogar daraus lernen können.
Als CEO und Gründer Daghan Cam Architektur studierte, bemerkte er eine Diskrepanz zwischen der Fertigung im kleinen Maßstab und dem Bau im großen Maßstab. „Einerseits verfügen wir über eine vollautomatische Produktionspipeline“, erklärte Cam kürzlich auf einer Konferenz in London. „Andererseits sind wir völlig auf menschliche Arbeitskraft angewiesen.“ Mit dem Aufkommen effizienterer Drucktechnologien glaubte er, dass es einen besseren Weg geben müsse.
„Wir wollten die Grenzen verschieben, wie kompliziert wir Dinge durch Berechnung entwerfen und wie wir sie durch 3D-Druck erstellen können“, sagte Cam.
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„Wir wollten die Grenzen dessen erweitern, wie kompliziert wir Dinge entwerfen können.“
Der 3D-Druck gilt möglicherweise als die Zukunft der Fertigung, kann jedoch ein teures, zeitaufwändiges und nicht skalierbares Unterfangen sein. Kleine Objekte lassen sich einfach drucken. Größere Objekte können oft unerschwinglich kompliziert sein. Wenn Sie von vollständig 3D-gedruckten Flugzeugen, Büroräumen oder Kunstwerken lesen, werden diese nicht als Ganzes gedruckt, sondern aus vielen kleinen Teilen, die anschließend wie ein Puzzle zusammengefügt werden.
Um den Druckprozess zu vergrößern, befestigten Cam und sein Team Schaumpistolen an KUKA-Roboterarmen und programmierten sie zum Drucken komplizierter Strukturen. Um die Kosten zu senken und den Bau zu beschleunigen, kombinierten sie das standardmäßige Schicht-für-Schicht-Design mit einem Gitterdesign, das das Filament in Winkeln druckte, während kleine Lüfter es gleichzeitig kühlten und aushärteten Material. Dadurch konnten sie viel weniger Material verbrauchen und dennoch starke und effiziente Strukturen unterstützen.
Aber es war immer noch zu langsam. Bei der Herstellung gab es kaum Spielraum für Fehler, daher mussten die Roboter im Schneckentempo drucken, das Filament präzise und gleichmäßig ausscheiden und dann darauf warten, dass es trocknete. Wenn Ai Build schneller – und damit billiger – drucken wollte, würde es entweder strukturelle Mängel riskieren oder einen grundlegenden Fehler in der Robotik beheben müssen.
„Unsere Roboter waren blind“, sagte Cam. „Sie nehmen Anweisungen von einem Computer entgegen und führen sie blind aus. Wenn es ein Problem gibt, merken sie es nicht und können sich nicht anpassen.“
Roboterbasierter 3D-Druck im großen Maßstab
Um dieses Problem zu lösen, befestigten Cam und sein Team Kameras an ihren Robotern und nutzten Bildverarbeitungsalgorithmen, um die Strukturen während des Druckens zu analysieren. „Ziel war es, eine Rückkopplungsschleife zwischen der physischen Umgebung und der digitalen Umgebung zu schaffen“, sagte Cam.
Mit seinen neuen Augen könnte der Roboterarm Fehler erkennen und diese in nachfolgenden Schichten ausgleichen. Die Ergebnisse wurden schnell gedruckt, Zaha Hadid-artige Strukturen, die laut Cam in etwa der Hälfte der Zeit gedruckt wurden, die es ohne die KI dauern würde.
Die erste herausragende Struktur von Ai Build wurde für nur 185 US-Dollar gedruckt – ein Bruchteil der 31.000 US-Dollar, die ein Wettbewerber laut Cam für den Druck einer Struktur mit den gleichen Spezifikationen angegeben hatte. Den Konkurrenten mangelte es nicht nur an KI, sie mussten das Stück auch in mehreren Teilen drucken. Die Möglichkeit, Strukturen als einzelne, vollständige Einheit zu drucken, verschafft Ai Build einen unbestreitbaren Vorteil.
„Ziel war es, eine Rückkopplungsschleife zwischen der physischen Umgebung und der digitalen Umgebung zu schaffen.“
Aber die Skalierung des Startups ist begrenzt. Erst letzte Woche stellten sie auf der GPU Technology Conference in Amsterdam erstmals einen fünf Meter breiten, fünf Meter großen Chip vor tiefe, viereinhalb Meter hohe Struktur, die in Zusammenarbeit mit der renommierten Firma Arup Engineers entworfen wurde. Der 350 Pfund schwere Pavillon wird nach den legendären Handwerkern, die das Labyrinth gebaut haben, „Daedalus-Pavillon“ genannt und besteht aus 48 Einzelteilen. Trotz seiner beeindruckenden Größe dauerte der Druck nur fünfzehn Tage und der Bau einen halben Tag. Angesichts des Unternehmenspreises von etwa 100 US-Dollar pro Roboterstunde würde ein Objekt dieser Größe etwas mehr als 35.600 US-Dollar kosten.
„Die Struktur wurde im Hinblick auf einen effizienten Materialeinsatz und eine Minimierung der Produktionszeit optimiert, sodass die gesamte Struktur am Ende sehr leicht war“, sagte Cam.
Im Rahmen des Projekts setzte das junge Unternehmen seine Partnerschaften mit dem GPU-Hersteller NVIDIA und dem Robotikhersteller KUKA fort, zwei etablierten Unternehmen an der Spitze ihrer jeweiligen Branchen.
So schön er auch sein mag, der Daedalus-Pavillon ist nur ein Proof of Concept. Und obwohl das Startup offensichtlich ein Interesse am Design hat, liegt sein Fokus auf der Revolutionierung des Großbaus mit 3D-gedruckten Strukturen wie Betongussformen.
Ai Build
Ai Build hat außerdem mit der frühen Entwicklung eines futuristischen Kronleuchters namens aiPort begonnen, der alle intelligenten Geräte an einem einzigen Ort integrieren soll. Mit einer Reihe von Gesten oder Worten können Benutzer eine Glühbirne einschalten, die Klimaanlage herunterdrehen und vieles mehr Drehen Sie die Musik auf ihrer Stereoanlage auf, dank einer Reihe von Kameras und Mikrofonen, die über den gesamten Raum verteilt sind Leuchter. Es ist wie Tony Starks Jarvis für die obere Mittelschicht. Cam betont, dass es sich bei aiPort noch um einen Prototyp handele, der in den Hintergrund gedrängt werde, während sich sein Unternehmen dem 3D-Druckprojekt widmet.
Viele der heutigen Startups nutzen eine neue Technologie und passen sie für eine uralte Branche an. KI ist vom Backend der Finanzen bis zum Frontend des Gesundheitswesens präsent. Roboter ersetzen heute überall auf der Welt Rezeptionisten, Lebensmittelverkäufer und Fabrikarbeiter. Cam und sein Team haben stattdessen einen Konstruktionsfehler erkannt und drei neue Technologien kombiniert, um ihn effizient zu beheben. Die von ihnen verwendeten Technologien sind für sich genommen nicht besonders innovativ, aber wenn sie miteinander kombiniert werden, haben sie das Potenzial, die Bauindustrie zu revolutionieren.
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