同済大学チームの3Dプリント「クラウドパビリオン」と「歩行者橋」は世界の最先端にある

浦東臨港の滴水湖のそばにある「雲亭」は、まるで大地の上に自然に広がる半透明の空間網のようです。写真：リン・ビアン<br /> 家を建てるのに、もはや肉体労働に頼る必要はなくなるのでしょうか?デジタル建築は、もはや大学教授が学術フォーラムで語る単なる概念や実験ではありません。エンジニアリングの未来はここにある

上海臨港の滴水湖畔の緑豊かな木々に囲まれた新しい建築展示「雲亭」が最近完成し、一般に公開されました。これは熱可塑性ポリマー材料を使用した初の建築展示であり、ロボット設備で3Dプリントされました。

長さ11メートル、幅11メートル、高さ約6メートルの「雲亭」は梁や柱がなく、地面に自然に敷き詰められた半透明の空間網のようで、形は軽やかで、空間に衝撃を与えながらも、しっかりと立っている。 「雲亭」は同済大学建築都市計画学院の袁鋒教授のチームによって制作されました。ちょうどこの夏、チームは改良プラスチックとロボットによる 3D プリントを使用して世界初の歩道橋を完成させました。1 年前には、デジタル建築手法を使用して、ロボットに指示して、絹のように複雑で繊細な曲線のレンガ壁を構築しました...

袁鋒氏のチームにとって、現在行われている新しい実験はすべて、新しい工学分野の探究です。彼らが進んでいる道は新しく、その結果、彼ら自身の「友人の輪」も更新されました。

「失敗に挑戦する」経験の方が価値がある

建築は典型的な工学分野です。現在、技術の発展は多くの伝統的な産業に破壊的な発展をもたらしています。伝統的な建築設計の分野も新しいトレンドを先導するのでしょうか? 約 4 年前、国際会議に参加した経験から、Yuan Feng 氏はデジタル建設の方向で新しいエンジニアリング分野を探求するようになりました。

「最初は鉄筋の代わりにプラスチックを使い、3Dプリント技術を使って梁や床スラブを印刷しました。」専門的に言えば、当時ユアン・フェンは実際に大規模なロボット宇宙印刷技術に焦点を当てていました。最も基本的な建築構造を研究して印刷し、圧縮や張力などの構造応力実験を行っているうちに、袁鋒は、実際に建築、構造科学、力学、材料科学などの複数の分野の境界を越えていたことに気付きました。

「3Dプリントでは構造性能とコストの両方を考慮する必要があるため、新しい材料の研究開発に集中せざるを得ません。」基本的な梁・柱・床構造の最初のプリントから、今年の夏に完成した世界初の3Dプリント歩道橋、そしてより大規模な建物「雲閣」の完成まで、袁鋒氏のチームは絶えず改良プラスチックを研究してきました。

今年8月、新しい改良プラスチックでプリントされた黒い外観の歩道橋が同済大学のキャンパスのランドマークとなった。袁鋒氏が驚いたことに、この橋はキャンパス内の他分野の専門家たちの注目を集めた。「その時、材料科学の教授が橋の上に立って橋の床板を触り、改良プラスチックの耐候性テストについて尋ね、極度の温度下での性能に注意するよう私に思い出させました。」予想通り、何日も続いた高温により、袁鋒はわずか42日しか経っていない世界初の3Dプリント歩道橋を研究室に戻し、材料を「アップグレード」せざるを得なくなった。
「この実験は成功しなかった。しかし最も価値があったのは実験プロセスそのものだ。新たな問題を発見することによってのみ、有意義で継続的な研究を始めることができる」と袁鋒氏は語った。

学際的な協力：「応用性」が最善の策となる

「雲庭」は「安定して美しい空間構造」であるだけでなく、複数の分野を横断するハイテク製品でもあります。

暗い歩道橋から透明な「雲亭」まで、わずか4か月で、袁鋒氏のチームは改質プラスチックの研究開発において新たな進歩を遂げました。「クラウドパビリオン」は、大規模な空間印刷技術を使用して構築されており、特殊な繊維熱可塑性ポリマー材料を追加することで、強度が高く、靭性が高く、熱硬化性が優れているという利点があります。

製造方法から見ると、「クラウドパビリオン」は宇宙印刷で作られ、24時間ノンストップで稼働する7軸ロボットアームを備えており、ロボット建設技術の最もホットな分野におけるイノベーションです。デジタル建設に使用されるロボットアームは、研究開発から生産まで適応的な「カスタマイズ」を必要とし、必然的に複数の分野が交差することになります。

数年前、袁峰がロボットで壁を建てようとしたとき、彼は機械分野の同僚に相談し始めました。多くの学術界の専門家を訪ねた後、彼は機械建設の任務を遂行するために必要なロボットアームは、必ずしも技術的に「ハイテク」である必要はなく、応用可能であればよいことに気づきました。

新しい工学分野には、新しい教育アイデアと科学研究協力プラットフォームが必要です

デジタル建築分野に携わって4年が経ち、袁峰氏のチームは大規模空間印刷の分野で国際最先端レベルに到達しただけでなく、友人の輪も広がり始めました。建築分野の同僚に加え、彼の「新しい友人」の多くは機械、土木工学、コンピューターサイエンス、そして最も流行している人工知能の分野から来ています。

袁鋒氏はインタビューで、新しい工学は多分野にわたる交差を伴うことがあるため、学者が適時適切なタイミングで科学研究のパートナーを見つけ、新たなコミュニケーションと学術交流の仕組みを構築することが特に重要であると認めた。「今、問題に直面し、科学研究のパートナーを探す必要があるときは、友人たちに声をかけなければなりません。」

伝統的な工学と他の学問分野との相互統合によって形成された新しい工学は、まったく新しい科学研究協力方法と科学研究プラットフォームの創出を要求していると言わざるを得ません。（チーフ記者ファン・リーピン）

出典：文匯日報

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