ساخت‌ خانه 200‌ متری در ‌24 ساعت

پروفسور بهرخ خوشنویس، استاد ایرانی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، مبدع رباتی است که قرار است در مراحل ساخت این خانه مورد استفاده قرار گیرد. این محقق، ربات غول‌پیکری را طراحی کرده که جایگزین کارگران ساختمانی می‌شود. به این ترتیب که براساس یک الگوی رایانه‌ای که در اختیار این ربات قرار می‌گیرد، خانه‌ای مطابق با مشخصات در نظر گرفته شده در این الگو در مدت زمان بسیار کوتاه ساخته می‌شود. در حقیقت به گفته پروفسور خوشنویس، این فناوری برگرفته از فناوری چاپ سه‌بعدی در مقیاسی گسترده‌تر در حوزه ساختمان‌سازی است که می‌تواند آغازگر انقلاب بزرگی در صنعت ساخت‌وساز باشد. رباتی که «ربات چاپگر سه‌بعدی‌ساز» نامگذاری شده، به عنوان یکی از اختراعات برتر ایالات متحده آمریکا معرفی شده است.

خانه‌هایی ارزان‌تر

به گزارش سرویس ابتکارات MSN، استفاده از ربات‌های چاپگر در ساختمان‌سازی می‌تواند سرمایه مورد نیاز برای مالکیت یک خانه مسکونی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و داشتن سرپناه برای میلیون‌ها انسان نیازمند را از رویا به حقیقت مبدل کند. می‌توان از این فناوری برای اسکان موقت آسیب‌دیدگان سوانح طبیعی از قبیل سیل و زلزله و امدادرسانی به این گروه استفاده کرد. برای مثال در سانحه‌ای مانند توفان ‌ هایان‌ در فیلیپین که به بی‌سرپناه شدن 600 هزار نفر منجر شد، با استفاده از این فناوری می‌توان برای اسکان موقت آسیب‌دیدگان در کوتاه‌ترین زمان ممکن امکان استقرار در ساختمان‌هایی را که طی 24 ساعت ساخته می‌شوند، فراهم کرد. داشتن سرپناه مشکلی است که انسان‌های زیادی در سراسر دنیا با آن دست به گریبان هستند و زندگی در شرایط نامساعد موجب ناامیدی این افراد شده است. فناوری چاپگر سه‌بعدی‌ساز می‌تواند به عنوان راهکاری برای ارتقای کیفیت زندگی این افراد مورد استفاده قرار گیرد.

همه می‌توانند سرپناه داشته باشند

مبدع این ربات چاپگر با اشاره به اهمیت زندگی در شرایط مناسب و ایده‌آل به عنوان یکی از اولویت‌های اصلی برای ساکنان این کره خاکی می‌گوید: با وجود پیشرفت فناوری هنوز نزدیک به یک میلیارد نفر در سراسر دنیا در شرایط نامساعدی اسکان دارند. ساخت خانه‌های جدید به کمک این فناوری می‌تواند محدودیت‌هایی از قبیل کندی روند پیشرفت کار، انرژی‌بر بودن و کارآمد نبودن را که از مشکلات ساخت‌وساز به شیوه‌های سنتی مرسوم است از میان برداشته و شرایط لازم برای بهره‌مندی از سکونتگاه مناسب را برای بشر به ارمغان آورد.

ساخت‌وساز به روش خودکار

اگر با دقت بیشتری به اطرافتان نگاه کنید متوجه می‌شوید این روزها بیشتر وسایل به صورت خودکار ساخته می‌شود. پروفسور خوشنویس ضمن اشاره به این موضوع می‌گوید: در دنیای امروز بسیاری از ملزومات مورد نیاز زندگی ما از کفش، لباس، لوازم خانگی تا اتومبیل به طور خودکار ساخته می‌شود. تنها چیزی که هنوز هم توسط نیروی انسانی ساخته می‌شود، همین ساختمان‌هاست. چاپگر سه‌بعدی‌ساز، رباتی است که به طور خودکار از ابزارهای قدیمی که استفاده از آنها در ساختمان‌سازی متعارف و معمول است، در ساختمان‌سازی بهره می‌گیرد. این ربات می‌تواند بتون مخصوصی که ترکیب مایعی از گچ، خشت، بتون معمولی، پلاستیک و ذرات چوب با ترکیبی چسبنده باشد، به شکل خمیر مایع درمی‌آورد و براساس دستور فرمان صادر شده از طریق یک برنامه رایانه‌ای در نقاط تعیین شده قرار می‌دهد. این لایه بتونی بسرعت سخت می‌شود و به این ترتیب لایه‌به‌لایه روی قسمت اولیه افزوده می‌شود. در این فرآیند ابتدا سطوح خارجی ساختمان شکل گرفته و سپس داخل آنها شکل می‌گیرد. به عبارت دیگر ابتدا ساختار و شکل هندسی ساختمان چاپ ‌ و بخش داخلی این ساختمان با بتون پر‌می‌شود و بخش‌هایی که برای استقرار کانال‌ها و کابل‌ها در نظر گرفته شده خالی می‌ماند.

این فرآیند چگونه عمل می‌کند؟

استفاده از این فناوری در ساخت‌وساز، هزینه‌های ساخت یک خانه را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. پروفسور خوشنویس از این ویژگی به عنوان یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این طرح نام می‌برد‌ و می‌افزاید: چاپگر سه‌بعدی‌ساز بتونی در این سیستم، از بازوهای رباتیک تشکیل شده که روی دو ریل در اطراف محدوده‌ای که برای احداث ساختمان در نظر گرفته شده به حرکت درمی‌آید. این سیستم علاوه بر این محتوی نازل‌هایی است که به بشکه‌های بتون متصل می‌شود. همه فرآیندها در این سیستم از طریق رایانه کنترل می‌شود. نازل چاپگر براساس الگوی رایانه‌ای در نظر گرفته شده، بتون را به‌صورت لایه‌لایه در محل موردنظر قرار می‌دهد. به‌این‌ترتیب می‌توان طی 24 ساعت خانه‌ای را آماده کرد که مساحت آن بیش از 200 مترمربع است!

انقلابی بزرگ در صنعت ساخت و ساز

به گفته پروفسور خوشنویس بر این اساس مطابق الگوی رایانه‌ای طراحی شده یک خانه یا مجموعه‌ای از خانه‌ها به‌طور خودکار ساخته می‌شود. برخلاف آنچه ممکن است تصور شود سازه‌ای که با استفاده از چاپگر سه‌بعدی‌ساز ساخته می‌شود در مقایسه با روش‌های سنتی ساخت و ساز از مقاومت بالاتری برخوردار است. جایگزین شدن ربات‌های غول‌پیکر به جای نیروی انسانی نه‌تنها هزینه‌های ساخت را کاهش می‌دهد بلکه می‌تواند راهکاری برای ساخت واحدهای مسکونی در مناطق آسیب‌دیده در کوتاه‌ترین زمان ممکن باشد.‌ خوشنویس بر این باور است که این فناوری می‌تواند آغازگر انقلاب بزرگی در صنعت ساختمان‌سازی باشد. زیرا به این ترتیب ساخت مجموع خانه‌های یک منطقه در کوتاه‌ترین زمان ممکن و با کمترین هزینه امکان‌پذیر می‌شود. خانه‌هایی که با این روش ساخته می‌شوند از ایمنی بالاتری برخوردارند و براساس اصول معماری به سبک انعطاف‌پذیر طراحی و ساخته شده و به همین دلیل بی‌نظیر و منحصربه‌فرد تلقی می‌شوند.

خانه‌هایی که یک شکل نیستند

یکی از نگرانی‌های مطرح شده درباره این فناوری این است که خانه‌های ساخته شده به این روش همه یک شکل هستند. اما این سوال مطرح می‌شود که آیا این ربات براساس الگوی مشخصی همه خانه‌ها را می‌سازد یا می‌توان الگوهای متفاوتی را برای آن در نظر گرفت؟

پروفسور خوشنویس در پاسخ به این پرسش می‌گوید: خوشبختانه این فناوری چنین محدودیتی ندارد و می‌توان خانه‌هایی با ساختار متفاوت با استفاده از این فناوری بنا کرد. الزاما نباید همه خانه‌ها پیرو یک طرح خاص باشند. برای این کار فقط کافی است در برنامه رایانه‌ای که به عنوان الگوی ساخت در نظر گرفته شده تغییراتی ایجاد شود تا بتوان خانه‌ای متفاوت ساخت.‌ البته این نخستین‌بار نیست که درباره استفاده از فناوری چاپگرهای سه‌بعدی در ساختمان‌سازی صحبت می‌شود. پیش از این هلندی‌ها استفاده از این فناوری را مورد توجه قرار داده‌اند. در شهر آمستردام مجموعه‌ای از خانه‌هایی که با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی طراحی و ساخته شده به چشم می‌خورد. در روش هلندی‌ها، کف و سقف خانه با استفاده از چاپگر سه‌بعدی ساخته شده و در نهایت واحدهای ساختمانی به محل موردنظر منتقل شده و ‌کنار هم قرار می‌گیرد. اما در روش پیشنهادی از سوی این محقق ایرانی همه مراحل از ابتدا تا انتها از سوی ربات‌های سه‌بعدی‌ساز انجام می‌شود.

حاضرید یک خانه چاپی بخرید؟

این ربات می‌تواند هر نوع جسم سه‌بعدی به هر شکلی از مکعب تا استوانه و حتی سازه‌ای با شکل حلقه را براساس برنامه رایانه‌ای که از سوی مهندس معماری طراحی می‌شود، بسازد. پس از ساخته شدن قسمت‌های مختلف خانه، این قطعات به روشی شبیه سر هم کردن یک جورچین در هم قفل می‌شود.‌نکته مهم این که چنین خانه‌ای یک سازه چاپی است. سازه‌ای که با استفاده از مصالح ساختمانی موردنیاز در قالب واحدهای ساختاری مشخصی طراحی و ساخته شده است، اما این پرسش مطرح می‌شود که آیا چنین سازه‌ای با این مشخصات می‌تواند مورد توجه عموم مردم قرار گیرد؟ اگر قرار باشد از بین خانه‌هایی که به روش سنتی ساخته شده‌اند و خانه‌های چاپی یکی را انتخاب کنید خانه‌های چاپی اولویت نخست شما خواهد بود یا این‌که ترجیح می‌دهید ساکن خانه‌ای باشید که براساس روش‌های سنتی بنا شده است؟

بدون تردید این فناوری نشاندهنده تلاش‌های جاه‌طلبانه بشر امروز است تا بتواند در نهایت به هدف اصلی خود که ساخت سرپناه در کوتاه‌ترین زمان ممکن و با کمترین هزینه است دست پیدا کند. پیش از این پروفسور خوشنویس، استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی‌ساز را به عنوان روش مبتنی بر فناوری برای ایجاد امکان ساخت پایگاه فضایی روی ماه یا سیاره مریخ مطرح کرده بود.

فرانک فراهانی‌جم‌ /‌ گروه دانش