3D Drucker mit Artificial Intelligence and Computer Vision

Ein in London ansässiges Startup hat einige der modernsten Technologien von heute kombiniert, um die Art und Weise zu verändern, wie wir die Zukunft gestalten. Durch die Nachrüstung von Industrierobotern mit 3D-Extrudern und Algorithmen für künstliche Intelligenz hat Ai Build Maschinen konstruiert, die Fehler erkennen, erstellen und sogar daraus lernen können.

Als CEO und Gründer Daghan Cam Architektur studierte, bemerkte er eine Trennung zwischen der Herstellung im kleinen Maßstab und dem Bau im großen Maßstab. “Auf der einen Seite haben wir eine vollautomatisierte Produktionspipeline”, erklärte Cam kürzlich auf einer Konferenz in London. “Auf der anderen Seite sind wir völlig auf menschliche Arbeit angewiesen.” Mit dem Aufkommen effizienterer Drucktechnologien war er der Meinung, dass es einen besseren Weg geben muss.

“Wir wollten die Grenzen verschieben, wie komplex wir Dinge durch Berechnungen entwerfen und wie wir sie durch 3D-Druck erstellen können”, sagte Cam.

Der 3D-Druck kann als die Zukunft der Fertigung angesehen werden, kann jedoch ein teures, zeitaufwändiges und nicht skalierbares Unterfangen sein. Kleine Objekte sind einfach zu drucken. Größere Objekte können oft unerschwinglich kompliziert sein. Wenn Sie über vollständig in 3D gedruckte Flugzeuge, Büroräume oder Kunstwerke lesen, werden diese nicht als Ganzes gedruckt, sondern als viele kleine Teile, die anschließend wie ein Puzzle zusammengesetzt werden.

Um den Druckprozess zu skalieren, befestigten Cam und sein Team Extruder an KUKA Roboterarmen und programmierten sie so, dass sie komplizierte Strukturen drucken. Um die Kosten zu senken und die Konstruktion zu beschleunigen, kombinierten sie das Standarddesign Schicht für Schicht mit einem Gitterdesign, bei dem das Filament in Winkeln gedruckt wurde, während kleine Lüfter gleichzeitig das Material abkühlten und erhärteten. Dadurch konnten sie viel weniger Material verbrauchen und gleichzeitig starke und effiziente Strukturen unterstützen.

Aber es war immer noch zu langsam. Die Herstellung lässt wenig Spielraum für Fehler, daher mussten die Roboter im Schneckentempo drucken, das Filament präzise und gleichmäßig ausscheiden und darauf warten, dass es trocknet. Wenn Ai Build schneller und damit kostengünstiger drucken möchte, besteht entweder die Gefahr von Strukturfehlern oder es muss ein grundlegender Fehler in der Robotik behoben werden.

“Unsere Roboter waren blind”, sagte Cam. „Sie nehmen Anweisungen von einem Computer entgegen und führen sie blind aus. Wenn es ein Problem gibt, bemerken sie es nicht und können sich nicht anpassen.”

Um dieses Problem zu lösen, befestigten Cam und sein Team Kameras an ihren Robotern und verwendeten Bildverarbeitungsalgorithmen, um die Strukturen beim Drucken zu analysieren. “Das Ziel war es, eine Rückkopplungsschleife zwischen der physischen Umgebung und der digitalen Umgebung zu schaffen”, sagte Cam.

Mit seinen neuen Augen konnte der Roboterarm Defekte erkennen und diese in nachfolgenden Schichten ausgleichen. Die Ergebnisse wurden schnell gedruckt, Zaha Hadid-ähnliche Strukturen, von denen Cam sagt, dass sie 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 der Konkurrent angegeben hatte, um eine Struktur mit denselben Spezifikationen zu drucken. Den Teilnehmern fehlte nicht nur die KI, sie mussten das Teil auch in mehreren Teilen drucken. Die Fähigkeit, Strukturen als einzelne, vollständige Einheit zu drucken, verleiht Ai Build einen unbestreitbaren Vorteil.

Ai Build hat auch 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 leiser stellen und die Musik auf ihrer Stereoanlage lauter stellen, dank einer Reihe von Kameras und Mikrofonen, die über dem Kronleuchter verteilt sind. Es ist wie Tony Starks Jarvis für die obere Mittelklasse. Cam betont jedoch, dass aiPort immer noch ein Prototyp ist, der auf dem Spiel steht, während sein Unternehmen sich um das 3D-Druckprojekt kümmert.

Viele der heutigen Startups greifen auf eine aufstrebende Technologie zurück und passen sie an eine uralte Industrie an. AI ist vom Finanz-Backend bis zum Frontend des Gesundheitswesens präsent. Roboter ersetzen jetzt Empfangsmitarbeiter, Food Runner und Fabrikarbeiter auf der ganzen Welt. Cam und sein Team haben stattdessen einen Konstruktionsfehler erkannt und drei aufkommende Technologien kombiniert, um diesen auf effiziente Weise anzugehen. Die Technologien, die sie einsetzen, sind an sich nicht besonders innovativ, aber wenn sie zusammen eingesetzt werden, haben sie das Potenzial, die Bauindustrie zu revolutionieren.