机器人建造轻巧稳固的亭子:
斯图加特大学新的研究亭子成为轻量建筑学的标杆
既轻且稳，像蜘蛛丝一样：这就是斯图加特大学的 2014/2015 研究亭。计算设计研究所（ICD）和支承结构与结构设计研究所（ITKE）员工的这一设计灵感实际上源自自然界。它模仿的是水蜘蛛在水下筑巢的方式。
（图片©ICD/ITKE 斯图加特大学）
这种蜘蛛在水中用蛛丝建造出钟形的巢，并在巢中装满空气。这个空气罩是蜘蛛在水下存活的保障。它甚至将卵产在这个气罩中。受这一独特结构的启发，研究亭首先也是由软性的、用压缩空气支撑的 ETFE 薄膜外壳构成。然后由 KR QUANTEC ultra 系列的库卡机器人从内部一点一点地贴上碳纤维。
结果：轻如羽毛的纤维复合外壳。它构造成的亭子，具有独一无二的建筑构造质量。由于仅在需要增强结构的位置施加碳纤维，并且空气护罩同时也是功能性的整体式建筑围护结构，因此这是一种不产生废料的资源节约型施工过程。
为了将碳纤维安放到柔性薄膜的内侧，研究人员开发了一种机器人制造工艺原型。机器人的控制系统在这里要经受不同寻常的挑战：因为，在放置碳纤维的过程中，空气护罩的刚性会产生变化，造成不稳定的形变。为了在制造过程中调整这些参数，有一个内置的传感装置会采集当前的位置和压紧力信息，并实时传输到机器人的控制器。这样一个虚拟物理系统能够在真实的制造条件和数字化生成机器人控制代码之间进行恒定的反馈。这不仅是该项目范围中的一项重要发展，而且指明了机器人在制造工艺方面的新途径。
（图片©ICD/ITKE 斯图加特大学）
在制造过程中，在 5 km 的机器人路径上有九条总长 45 km 的预浸渍碳纤维无捻粗纱以平均 0.6 m/min 的速度平行铺设。该亭子面积约为 40 m²，容积大约 130 m³，跨度 7.5 m，高度 4.1 m。总重量仅为 280 kg，相当于每平方米有 7 kg 的重量。这个亭子因两个研究所的研究工作与跨学科的国际 ITECH 硕士教学的交汇而产生。它是科学家以及建筑、工程与自然科学专业学生十八个月开发工作的成果。
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