Vol.60 3Dプリンター×ドローンの可能性。ハチの「3Dプリンティング」[小林啓倫のドローン最前線]

障害を乗り越えて実現された3Dプリンティングドローン

上記の通り、この仕組みは自然界でハチが行っているのと一緒であり、発想としては既に存在していたと言えるだろう。だからといって今回の研究結果が取るに足らないものと言うわけではなく、ハチの巣作りをドローンに真似させる上では、いくつもの障害を乗り越える必要があった。

まず要求されたのが、当然ながら材料を積み重ねる際の精度である。前述のように、3Dプリンターでは固定された筐体に装備されたノズルから材料が噴出される。しかしドローンは滞空しながら材料を吹き付けなければならない。そこでドローンに搭載された3Dプリンティング装置では、ドローンが飛行中に揺れた場合でもノズルの位置がぶれないような仕組みが組み込まれた。

またドローンに大量の建築素材を積み込むわけにはいかないため、作業は必然的に、多くのドローンが入れ代わり立ち代わり材料を吹き付けるというものになる。したがって正確に材料が積み重ねられているか、常に確認が必要だ。そこで研究者らは、3Dプリンティングの役割を担うドローンの他に、「監督ドローン」を用意した。ScanDroneと名付けられたこの監督ドローンは、建造中の対象物を定期的にスキャンし、その状態を確認。そして3Dプリンティングドローンに、次の材料を吹き付ける正確な場所を指示するのである。

また建築素材にも、ドローンによる3Dプリンティングを前提とした特別なものが新たに開発された。4種類のセメントが混ぜ合わされたこの新素材は、噴出する際には当然柔らかいのだが、すぐに乾燥して固くなるそうである。

こうして実現されたドローンによる3Dプリンティングに、研究者らは「Aerial Additive Manufacturing（Aerial-AM）」という名前を与えている。文字通り「空中積層造形法」といったような意味だ。研究者らは今後さらに、本物のハチと同様、複数のBuilDroneが同時に作業して効率的に建築を行うことを目指しており、そのための研究も進めている。

Aerial-AMは人間が近づくのは容易ではない場所や、作業するのが危険な場所において、大きな威力を発揮することになるだろう。重要なインフラに関係する建築物が破損した際に、応急措置を行うための仕組みとしても重視される可能性がある。いずれは小型無人航空機としての「ドローン」が、2つの意味でハチにインスパイアされた名前であるという認識が定着するようになるかもしれない。