Robot 'Charlotte' in 3D ngôi nhà chỉ trong một đêm, mở ra kỷ nguyên xây dựng trên Mặt Trăng

Trong một bước tiến táo bạo của công nghệ robot và in 3D, hai công ty Úc đã phát triển thành công một cỗ máy có khả năng in nguyên một ngôi nhà chỉ trong 24 giờ và thậm chí có thể xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng trong tương lai.

Robot mang tên Charlotte , được xem là biểu tượng mới của ngành xây dựng hiện đại, không chỉ hướng tới mục tiêu cung cấp nhà ở giá rẻ, tiết kiệm năng lượng trên Trái Đất mà còn mở ra triển vọng chinh phục không gian bằng công nghệ in 3D tiên tiến.

Được phát triển bởi Crest Robotics và Earth Building Technologies , Charlotte có hình dáng như một con nhện khổng lồ với sáu chân cơ động. Cấu trúc này giúp nó dễ dàng di chuyển trên các địa hình phức tạp, từ sa mạc, rừng núi đến thậm chí cả bề mặt Mặt Trăng.

Khả năng đáng kinh ngạc của Charlotte nằm ở việc in 3D một ngôi nhà rộng khoảng 200 mét vuông chỉ trong 24 giờ , sử dụng hỗn hợp vật liệu có sẵn như đất, cát và gạch vụn, tất cả được nén chặt trong các lớp vải để tạo thành tường chịu lực.

Các kỹ sư mô tả rằng, Charlotte kết hợp hệ thống robot tự động với công nghệ đùn ép tiên tiến của Earth Building Technologies, cho phép in nguyên liệu trực tiếp vào tường cấu trúc mà không cần dùng đến bê tông hay thép truyền thống. Quy trình này dựa trên nguyên lý " đất đóng bao", một kỹ thuật xây dựng bền vững sử dụng vật liệu tự nhiên tại chỗ, giúp giảm đáng kể chi phí và phát thải carbon.

Theo nhóm phát triển, hệ thống của Charlotte không chỉ mang tính đột phá về mặt kỹ thuật mà còn là giải pháp thiết thực cho khủng hoảng nhà ở toàn cầu . Các phương pháp xây dựng truyền thống ngày nay vốn chậm, tốn kém và không đáp ứng đủ nhu cầu.

Trong khi đó, Charlotte hoạt động hoàn toàn tự động, có thể làm việc liên tục cả ngày lẫn đêm để tạo ra các ngôi nhà kiên cố với tốc độ gấp nhiều lần so với công nhân xây dựng thông thường.

Nhưng điểm khiến Charlotte đặc biệt gây chú ý không chỉ nằm ở khả năng in nhà trên Trái Đất. Các nhà khoa học còn tin rằng công nghệ này có thể đóng vai trò nòng cốt trong việc xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng, nơi con người đang dần hướng tới để thiết lập sự hiện diện lâu dài.

Theo kế hoạch của NASA và các cơ quan vũ trụ, việc xây dựng môi trường sống trên Mặt Trăng sẽ là thách thức cực lớn, khi mọi vật liệu, máy móc đều phải vận chuyển từ Trái Đất với chi phí khổng lồ. Mỗi kilogram trọng lượng hay mỗi centimet khối không gian đều có giá trị. Chính vì vậy, thiết kế gấp gọn, nhẹ và linh hoạt của Charlotte trở thành lợi thế vượt trội so với các hệ thống in 3D quy mô lớn khác vốn cần những giàn máy cồng kềnh và khó di chuyển.

Khi đến Mặt Trăng, Charlotte có thể tận dụng đất regolith, lớp đất bụi bao phủ bề mặt vệ tinh để nén chặt và tạo thành các cấu trúc kiên cố như mái vòm trú ẩn, nhà ở hay khu lưu trữ. Sáu chân cơ động cho phép robot thích nghi với địa hình gồ ghề, di chuyển nhịp nhàng giữa các khu vực xây dựng, biến việc dựng căn cứ trên Mặt Trăng từ điều viễn tưởng thành khả năng thực tế.

Trang web của dự án mô tả: "Trên Mặt Trăng, chúng ta sẽ cần những cỗ máy khác biệt. Thiết kế nhẹ của Charlotte cho phép gấp gọn để du hành vũ trụ, trong khi khả năng vận động linh hoạt giúp nó xây dựng nhanh chóng trên bề mặt không trọng lực".

Hai công ty Úc đứng sau dự án này hiện đang tham gia cuộc đua toàn cầu về công nghệ xây dựng ngoài Trái Đất. Trong lĩnh vực này, những cái tên như ICON và AI SpaceFactory từ Mỹ đang là những đối thủ đáng gờm.

ICON hiện hợp tác với NASA trong Dự án Olympus , hướng tới việc in 3D cơ sở hạ tầng Mặt Trăng như bãi đáp, đường xá và khu ở cho phi hành gia, sử dụng chính vật liệu regolith tại chỗ. Công ty này cũng từng tạo nên mô hình Mars Dunes Alpha, môi trường sống mô phỏng trên Sao Hỏa phục vụ sứ mệnh giả lập kéo dài một năm của NASA.

Trong khi đó, AI SpaceFactory từng giành chiến thắng trong thử thách môi trường sống in 3D của NASA năm 2019 tiếp tục phát triển máy in quy mô lớn cùng vật liệu sinh học thân thiện môi trường, có thể ứng dụng cho Sao Hỏa và Mặt Trăng.

Sự xuất hiện của Charlotte cho thấy Úc không đứng ngoài cuộc đua chinh phục vũ trụ bằng công nghệ xây dựng . Nếu dự án tiến triển đúng hướng, Charlotte không chỉ giúp giảm giá thành xây dựng nhà ở tại những vùng xa xôi, khắc nghiệt trên Trái Đất mà còn mở đường cho công nghệ tự động hóa xây dựng ngoài không gian, điều từng chỉ tồn tại trong trí tưởng tượng của các nhà khoa học viễn tưởng.

Các chuyên gia đánh giá, việc kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo, robot học và in 3D trong một hệ thống di động như Charlotte có thể tạo ra cuộc cách mạng trong ngành xây dựng toàn cầu . Một ngày không xa, những ngôi nhà bền vững, thân thiện môi trường được in trong một đêm sẽ không còn là điều xa vời, và những cỗ robot như Charlotte có thể trở thành "người thợ" tiên phong đặt những viên gạch đầu tiên cho nền kiến trúc của nhân loại, không chỉ trên Trái Đất, mà còn trên Mặt Trăng và xa hơn nữa.