MIT 研製機器人組裝可重組體素建築系統減廢碳排

麻省理工學院(MIT)研究團隊開發出一種建築系統,利用模組化互鎖積木——名為 voxels 的構件,由機器人組裝成全尺寸結構。此研究由 MIT 研究小組發佈,旨在解決建築業的兩大頑疾:物料浪費及碳排放問題。透過使用獨立、可重組的子單元,而非澆灌混凝土或焊接鋼框架,此系統可讓結構拆解重組,而非直接拆毀。

系統運作原理

每個 voxel 為輕質結構單元,幾何設計可與相鄰單元無需永久固定件即互鎖。機器人組裝器沿結構生長路徑移動,按序放置並連接各單元,研究團隊指此過程對簡單建築幾何形狀而言機械上可行。負載邏輯遵循晶格原理:力道分散於互鎖網絡,而非集中於單獨柱梁。因此,結構性能取決於整體組裝幾何,而非單一接合強度。此設計以自動化系統可靠處理能力為限,與傳統建築不同,後者通常將機器人工具回溯融入人力工作流程。

MIT 團隊將機器能力與結構形式的連結視為核心設計邏輯。 研究估計,此 voxel 建築法對簡單建築類型而言,碳足跡遠低於傳統方法,主要源於單位封閉空間的輕質物料使用,以及構件壽終後回收重用。傳統建築產生大量體現碳——混凝土及鋼材製造過程鎖定的排放。若構件可回收而非壓碎掩埋,將大幅改變碳會計。同一個 voxel 理論上可循環用於多棟建築。 自動化亦改變勞動方程式,機器人組裝減少對熟練工種的重複放置任務依賴,研究指可降低標準化結構成本並加速建造。

現時機器人系統已在需精準重複動作的複雜環境中部署,與人力並行。 惟系統現階段有明顯限制,僅針對結構簡單的常規幾何形狀,機器人無需複雜路徑規劃。非規律樓層平面、混合用途垂直結構,以及整合機電 plumbing 系統的建築超出當前範圍。防水、隔熱及隔音等宜居性能,單憑 voxel 幾何無法解決,與離散結構層整合仍待研究。機器人組裝硬件的可擴展性亦為未知數,現僅於研究規模示範,是否經濟適用於多層建築需實地測試。

此工作置於數位建築研究脈絡,視建築如製造品般以離散機器可讀單位規格並組裝,若擴展至複雜類型,或改變建築師及結構工程師對設計彈性與自動化關係的思考。

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Henderson
Henderson 是 TechRitual Hong Kong 科技編輯,專注報導智能手機、消費電子產品、SIM 卡及流動通訊市場。自加入 TechRitual 以來,累計撰寫數千篇科技報導及產品評測,內容同步發佈至 SINA 及 Yahoo Tech 等主要平台。部分文章由 AI 工具輔助撰寫,經編輯團隊審閱及事實查核後發佈。