MIT新系統將不需要的樹杈分配到承重結構中使用

在副教授Caitlin Mueller的領導下，研究人員首先從馬薩諸塞州薩默維爾市的一組已經被砍伐的樹木中收集了一些廢舊木材。科學家們對樹干或大樹枝一分為二的Y形分叉處特別感興趣。通常情況下，這些部分只是被丟棄或被燒掉。

Mueller說：“樹杈是天然設計的結構連接，在樹木中作為懸臂工作，這意味著由于其內部纖維結構，它們有可能非常有效地傳遞力量。如果你把樹杈從中間切開，你會看到一個令人難以置信的纖維網絡，這些纖維交織在一起，在樹上形成這些通常是三維的負荷轉移點。我們開始使用3D打印做同樣的事情，但我們遠遠沒有達到大自然的要求。”

一旦科學家們收集了大量的樹杈，他們就開始對每個樹杈進行3D掃描，然后將其數字模型添加到數據庫中。利用所謂的“匈牙利算法”，隨后可以確定該數據庫中的哪些樹杈最能滿足特定的Y形節點的承重要求--在該節點上，兩塊直的材料結合在一起以支撐一個負載--在一個特定的人造結構中。

該系統也可以反向工作，顯示結構的其他方面應該如何改變，以利用特定節點的特定樹杈。

在這個過程的下一步，另一種算法被用來指導機器人切割選定的樹杈，因此它們能夠最好地適應和承擔各自節點位置的負載。最后，一個計算機模型指導團隊完成了裝配過程，顯示了哪些樹杈是為哪些節點準備的。

盡管我們看到使用該技術建造的實際建筑可能還需要一段時間，但Mueller和他的同事確實建造了一個概念驗證的木質雕塑，并在麻省理工學院校園內展出。由于他們的研究工作被大流行耽擱了，這個作品仍然是一個進展中的作品--它目前包括12個樹杈節點，但最終應該包括大約40個。然后，它將被安裝在薩默維爾市，在捐贈的樹木曾經生長的地方。