Sommario
La Svizzera accelera la sperimentazione della costruzione robotica autonoma via drone, unendo robotica, scienza dei materiali e design architettonico. Il progetto condotto da Empa ed EPFL, in collaborazione con l’Imperial College di Londra, rappresenta il primo passo concreto verso la Aerial Additive Manufacturing (Aerial AM), con test operativi già previsti per il 2025 nel nuovo centro DroneHub presso il campus NEST.
Tre tecnologie per costruire in volo
Il team ha classificato le tecnologie Aerial AM in tre categorie: costruzione modulare (Discrete Aerial AM), strutture tese con elementi lineari (Tensile Aerial AM) e costruzione tramite deposizione continua di materiale (Continuous Aerial AM). Questi approcci, già dimostrati a livello accademico, permetteranno la stampa in volo di pareti, cavi strutturali o elementi architettonici direttamente nel sito.
L’obiettivo non è sostituire le attrezzature a terra, ma completarle in scenari estremi o ad alta quota. I droni, grazie alla loro mobilità, flessibilità e scalabilità, possono costruire dove le gru e i robot fissi non arrivano, ad esempio su facciate di grattacieli, ponti, zone montane o regioni colpite da disastri naturali.
Riparazioni autonome e scenari di emergenza
Le applicazioni chiave includono interventi di emergenza, come la costruzione autonoma di rifugi in aree alluvionate o la riparazione di crepe su edifici inaccessibili. Questi robot volanti sono leggeri e agili, ma attualmente non hanno ancora raggiunto livelli di maturità tecnologica sufficienti per l’uso industriale. Il team svizzero sta sviluppando modelli di autonomia in cinque stadi, culminanti in droni capaci di analizzare l’ambiente, correggere errori e ottimizzare il progetto durante la costruzione.
Sfide e potenzialità interdisciplinari
Il potenziale dei droni costruttori è enorme, ma condizionato da vincoli interdisciplinari. Una piattaforma volante precisa è inutile senza materiali leggeri e processabili. Anche i design architettonici devono adattarsi alla limitata precisione del volo, per garantire stabilità strutturale. I problemi tecnici includono anche limiti di autonomia, carico utile e durata del volo. L’attuale consumo energetico dei droni è 8-10 volte superiore a quello dei sistemi terrestri.
Il centro DroneHub nasce come ambiente di test semi-industriale, dove si sperimentano prototipi in condizioni reali. Progettato come ponte tra ricerca accademica e applicazione pratica, è sostenuto da una nuova cattedra congiunta tra EPFL ed Empa, in collaborazione con l’Imperial College.
Ruolo complementare ai robot terrestri
A medio termine, la visione è un approccio ibrido: i robot terrestri costruiranno la parte inferiore delle strutture, mentre i droni interverranno sopra una certa altezza. Questo consente di sfruttare la versatilità aerea nei punti critici, migliorando la sicurezza, riducendo il trasporto di materiali e limitando l’impronta ambientale dei cantieri.
Il progetto svizzero di costruzione robotica aerea rappresenta una frontiera multidisciplinare tra robotica autonoma, materiali leggeri e architettura adattiva. Sebbene le limitazioni attuali ne restringano l’uso a scenari sperimentali, la possibilità di operare in swarms, costruire in altezza o in zone inaccessibili, e integrare con i sistemi tradizionali rende questa tecnologia una componente strategica per l’edilizia del futuro. Le prime prove operative nel 2025 segneranno un banco di prova decisivo per il passaggio dalla teoria alla pratica.
