February 16, 2024

Η φορητή μηχανή CNC του Jasper Mallinson παρέχει «υπεράνθρωπες» ικανότητες

Με στόχο να γεφυρώσει τον κόσμο της ανθρώπινης και ρομποτικής κατασκευής, ο μηχανικός σχεδιασμού προϊόντων Jasper Mallinson δημιούργησε μια φορητή μηχανή CNC που πιστεύει ότι θα μπορούσε μια μέρα να χρησιμοποιηθεί σε χώρους εργασίας για να βοηθήσει στην κατασκευή παραμετρικών σχεδίων.

Η συσκευή Mecha-morphis ήταν το τελευταίο έργο του Mallinson από το μεταπτυχιακό πρόγραμμα Innovation Design Engineering, που διεξήχθη από το Royal College of Art και το Imperial College του Λονδίνου.

Χρησιμεύει ως ένας τύπος μηχανής αριθμητικού ελέγχου (CNC) υπολογιστή, που ελιγμούς σε διαφορετικά εργαλεία σύμφωνα με μια διαδρομή που ορίζεται από έναν υπολογιστή, αλλά είναι σχετικά ελαφρύ, φορητό και ικανό να συνδυαστεί με τον ανθρώπινο έλεγχο.

Ο Jasper Mallinson χρησιμοποιώντας τη συσκευή του Mecha-morphis για να συγκολλήσει μέταλλο
Η Mecha-morphis είναι μια φορητή μηχανή CNC

Ο Mallinson περιγράφει τη συσκευή ως «εξωσκελετό με ένα χέρι για υπεράνθρωπη ακρίβεια». Ο σχεδιασμός προέκυψε από την εξερεύνηση του πώς οι ψηφιακές τεχνολογίες παραγωγής θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να αυξήσουν, αντί να αντικαταστήσουν, τις ανθρώπινες κατασκευαστικές ικανότητες.

«Αντί να σκέφτομαι την ψηφιακή κατασκευή ως κάτι ξεχωριστό από τους ανθρώπινους δημιουργούς, ήθελα αυτός ο συνδυασμός των δύο να γίνει ο πυρήνας του έργου μου», είπε στο Dezeen.

«Ήθελα να στραφώ στην ιδέα μιας καθολικής μηχανής κατασκευής, κάτι τελικά ευέλικτο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σχεδόν με οποιοδήποτε εργαλείο και να αυξήσει σχεδόν κάθε διαδικασία κατασκευής».

Κοντινή φωτογραφία ενός βραχίονα με μια σύνθετη ρομποτική συσκευή συνδεδεμένη σε αυτό
Ο Mallinson ήθελε να αυξήσει τις ανθρώπινες ικανότητες με τη συσκευή

«Το έργο δεν ακολούθησε καθόλου μια διαδικασία σχεδιασμού προβλημάτων-λύσεων», πρόσθεσε. «Αντίθετα, ήθελα να παίξω σε αυτόν τον σχετικά ανεξερεύνητο σχεδιαστικό χώρο που φαινόταν ότι θα μου επέτρεπε να φτιάξω κάτι λίγο τρελό».

Ο σχεδιασμός του Mecha-morphis ενσωματώνει οκτώ κινητήρες που τοποθετούνται σε έναν βραχίονα για να ελέγχουν την κίνηση ενός πλαισίου σε σχήμα κύβου με ένα εργαλείο προσαρτημένο στην μπροστινή του όψη.

Θεωρητικά, αυτά τα εργαλεία θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν δρομολογητές, τρυπάνια ή κόπτες πλάσματος, αν και μέχρι στιγμής ο Mallinson έχει δοκιμάσει το πρωτότυπο μόνο με ένα σχετικά ασφαλές μολύβι και ένα φακό συγκόλλησης.

Φωτογραφία του μηχανικού Jasper Mallinson που επιδεικνύει την εφεύρεσή του, τη συσκευή CNC Mecha-morphis
Οι κινητήρες και μια κεφαλή εργαλείου είναι στερεωμένα στον βραχίονα, ενώ ο ελεγκτής του υπολογιστή βρίσκεται στο πίσω μέρος.

Το πλαίσιο μπορεί να κινηθεί σε έξι άξονες, δίνοντάς του έξι βαθμούς ελευθερίας ενώ κινείται σχετικά ελεύθερα και ομαλά γύρω από το χέρι του χρήστη.

Στόχος της Mallinson είναι η συσκευή να προσφέρει ένα πλήρες φάσμα ελέγχου που κυμαίνεται από πλήρως χειροκίνητη λειτουργία έως πλήρως αυτόνομη λειτουργία, με ενδιάμεσες στάσεις που προσφέρουν σταθεροποίηση ή περιορισμένο ανθρώπινο έλεγχο.

Η συσκευή συνδέεται με καλώδια σε ένα «σακίδιο» που φιλοξενεί τον υπολογιστή και τα κυκλώματα που οδηγούν και παρακολουθούν τους κινητήρες.

Ενώ ο Mallinson μπορεί να ξεκίνησε το έργο οδηγούμενος από εννοιολογικές ανησυχίες, άρχισε να βλέπει πραγματικά πρακτικά οφέλη από την εφεύρεσή του μετά από συνομιλίες με αρχιτέκτονες υπολογιστών και εργάτες κατασκευών.

Επί τόπου, αυτοί οι επαγγελματίες είχαν παρατηρήσει ότι ενώ οι αλγοριθμικά σχεδιασμένες δομές γίνονταν πιο συνηθισμένες, οι μέθοδοι ψηφιακής κατασκευής δεν είχαν προλάβει.

Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε «δυνητικά επικίνδυνες» αλλαγές στο σχέδιο κατά την κατασκευή, εξήγησε ο Mallinson.

«Η κατασκευή μιας σύνθετης παραμετρικής αρχιτεκτονικής είναι συνήθως ιδιαίτερα δύσκολη στην κατασκευή», λέει ο μηχανικός. «Οι μέθοδοι χειροκίνητης κατασκευής εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται, οι οποίες ανακάλυψα από συνομιλίες με συγκολλητές στο εργοτάξιο υπόκεινται σε πιο ανθρώπινη κρίση από ό,τι αναμενόταν, οδηγώντας σε αποκλίσεις από το αρχικό μοντέλο».

«Αυτά τα παραμετρικά σχέδια προκύπτουν από πολλές λειτουργικές απαιτήσεις που τροφοδοτούνται μέσω μη διαισθητικών αλγορίθμων, επομένως οι αποκλίσεις στο τελικό αποτέλεσμα μπορεί να αντιπροσωπεύουν μεγαλύτερο κίνδυνο από ό,τι στα παραδοσιακά κτίρια».

Φωτογραφία ενός ατόμου που εργάζεται στη συγκόλληση χρησιμοποιώντας τη φορητή μηχανή CNC Mecha-morphis
Ο Mallinson πιστεύει ότι η συσκευή θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατασκευή πολύπλοκης αρχιτεκτονικής

Ο Mallinson επισημαίνει τη χρήση της επαυξημένης πραγματικότητας για παραμετρική τοιχοποιία και τον φορητό δρομολογητή Shaper Origin με διόρθωση θέσης ως δύο προόδους σε αυτόν τον τομέα που έχουν εμπνεύσει το έργο του.

Βλέπει επίσης ευκαιρία στο γεγονός ότι η Mecha-morphis απελευθερώνει την ψηφιακή παραγωγή από το κατάστημα και της επιτρέπει να πάει όπου μπορεί να πάει ένας άνθρωπος, με το φάσμα των επιλογών ελέγχου να ανοίγει επίσης νέες δυνατότητες.

«Διατηρώντας όσο το δυνατόν περισσότερο τον ανθρώπινο έλεγχο και την ευελιξία, ελπίζουμε ότι η συσκευή θα μπορούσε να αποδειχθεί χρήσιμη σε πιο διφορούμενες εργασίες που αντιμετωπίζει σήμερα η ψηφιακή κατασκευή, όπως επισκευή, τροποποίηση ή ανακατασκευή», είπε ο Mallinson.

Φωτογραφία του μηχανικού Jasper Mallinson που χρησιμοποιεί τη συσκευή Mecha-morphis σε έναν βραχίονα
Ο Mallinson κάνει περαιτέρω βελτιώσεις στο πρωτότυπο εργασίας του.

Ο Mallinson εξακολουθεί να αναπτύσσει το πρωτότυπο Mecha-morphis και επί του παρόντος επικεντρώνεται στην προσθήκη λειτουργιών παρακολούθησης θέσης χρησιμοποιώντας τεχνολογία από τη βιομηχανία εικονικής πραγματικότητας.

Αυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα που θα επιτρέψει στη συσκευή να επιτύχει την «υπεράνθρωπη ακρίβεια» που επιθυμεί ο Mallinson και να ολοκληρώσει εργασίες όπως η διάτρηση πλακών κυκλωμάτων και η συγκόλληση υπερκατασκευών, είπε ο μηχανικός.

Σχεδιάζει επίσης να προσθέσει αισθητήρες ώστε η συσκευή να μπορεί να παρακολουθεί τη θέση της, να αυτοσταθεροποιείται και να ακολουθεί μονοπάτια που σχετίζονται με το περιβάλλον.

Ένα παράδειγμα ψηφιακών και χειροκίνητων μεθόδων που συνδυάζονται για να δημιουργήσουν περίπλοκη αρχιτεκτονική είναι αυτό του SOM και του Angelus Novus Vault στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, που κατασκευάστηκε νωρίτερα φέτος στη Βενετία από έναν κτίστο χρησιμοποιώντας γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *