世界需要更多住房,同时世界也面临塑料过剩的问题。这两个难题唯一的共同点或许就是它们都很难解决。

MIT衍生公司Atlas Building Composites正致力于用一个解决方案同时应对这两大问题。该公司开发了一个AI驱动的机器人制造平台,能够将一次性塑料转化为耐用的建筑材料。

该公司源自MIT HAUS,这是MIT机械工程系的一项研究项目,全称为"面向普遍可持续性的家居建筑"。Atlas采用无水塑料回收技术和大规模复合材料增材制造技术,制造房屋地基、甲板以及用于墙壁、地板和屋顶的桁架等部件。

"我们的使命是将废弃塑料污染转化为耐用复合材料,以建造10亿套住房,"Atlas董事长兼联合创始人A.J. Perez说道,他于2013年获得MIT学士学位,2014年获得硕士学位,2023年获得博士学位,目前也是MIT的一名研究科学家。"这两件事密不可分。我们不是仅仅为了建房子而来,也不是仅仅为了回收塑料而来。传统的建房方式涉及砍伐树木、采矿、精炼以及许多其他污染性活动。我们想避免这一切,同时处理那些即将流入海洋和垃圾填埋场的塑料。我们正在把瓶子变成建筑。"

Atlas的部件已经被用于支撑谷仓、棚屋、甲板和码头。最近,该公司为美国陆军工程兵团提供了美国制造的回收复合材料桁架,用于在马萨诸塞州的一片湿地建造一座12米长的桥梁。

Perez和Atlas联合创始人Matt Pouliot设想在全球部署数千套AI机器人生产系统。实现这一规模的关键因素之一,是公司能够在不用水的情况下将低品级塑料回收成建筑组件。

"这是实现回收民主化的关键,"Perez说。"现在,无论用水条件如何,全世界每个国家都能对本国的塑料问题采取行动。我们致力于在现实世界中研究这些问题,而不仅仅是在实验室里。当你和政府官员谈论建立新的回收设施时,他们必须让当地水务机构参与进来,还要办理各种许可证等。无水回收工艺让很多这类工作变得不再必要。"

为影响力而研究

自MIT获得博士学位以来,Perez一直在开发房屋的先进制造技术和塑料回收的新技术。2019年,他与MIT制造学Ralph E. and Eloise F. Cross教授David Hardt共同创立了MIT HAUS。

"最初的使命很简单,就是在30年内实现10亿套住房的建设,"Perez说。"后来我们意识到,建造这些房屋所需的材料会给全球供应链带来多大压力。"

Perez表示,用传统方法建造这些住房,需要将混凝土等材料的全球产能翻倍,更不用说会大幅加速全球森林砍伐。

"就是在那时,灵感突然出现了,"Perez说。"人类还面临另一个问题,那就是已经生产出的80亿吨塑料正在污染我们的海洋、河流和城市。我们决定把这两个非常棘手的大问题结合起来解决。"

Perez结识了曾任缅因州参议员的Pouliot,两人共同创立了Atlas,将Perez在MIT开发的技术商业化。创始团队与MIT技术许可办公室合作,此后还与其他大学的研究人员合作,独立开发了公司机器人制造平台的技术,创始人将其称为Atlas工厂堆栈。

首先,来自水瓶和其他物品的一次性塑料被粉碎并送入Atlas系统,在那里被熔化并与美国制造的玻璃纤维融合,使其强度超过木材。然后,一台大型3D打印机制造出各种部件,包括用于地板、墙壁、屋顶和桥梁的桁架。

通过在MIT的研究,Perez已经证明,大型复合材料桁架可以在13分钟内打印完成,并能承受超过1800公斤的重量,超过了关键的建筑标准。

"在MIT,我们已经证明每小时可以生产27到36公斤的部件,而我们为Atlas工厂指定的系统运行速度在每小时68到90公斤的范围,"Perez说。"我们的机器人制造平台有潜力以低于注塑成型的成本生产每个部件,而且更加灵活便捷。例如,我们可以按相反的顺序制造部件,这样它们就能直接放置在机器旁边的成品托盘上。"

创始人设想将Atlas定位为一家技术提供商,助力在任何需要建房的地方就近建立家庭工厂。如今,每个Atlas工厂单元每天能够生产约一套小型住宅所需的结构框架组件。

"传统的做法是,中国的某个大型工厂大批量生产一种部件,然后运往远方,"Perez说。"我认为这样做对地球不利。我们不采用注塑成型的另一个原因是经济性:超大型工厂创造的就业岗位并不多,而碳足迹却高得多。我们希望这项技术能够本地化,从而惠及当地社区。塑料已经无处不在了。Atlas越本地化,成本和碳足迹就越低。"

走向全球

塑料的使用寿命远超木材,尤其是在与地面或水接触的应用场景中,这进一步增加了公司的环保效益。

"如果一种材料进入建筑领域并发挥了作用,它就会被使用很长时间,很久都不需要再次回收,"Pouliot说。"这一点很重要,因为当某种东西被反复回收利用时,它的性能会不断下降。这是回收石化产品最具可持续性的用途之一。"

Atlas与陆军工程兵团合作建造的桥梁在不到一天的时间内就安装完成。创始人们目前也在与国际特许经营合作伙伴洽谈,计划在全球部署Atlas工厂堆栈。

"要实现我们的使命,我坚信这不会是某家远方的公司主导整个行业,"Perez说。"而是每个国家都利用Atlas工厂堆栈,创造本地回收就业岗位、本地工厂就业岗位、本地建筑就业岗位,并用本地材料刺激本国经济。"

Q&A

Q1:Atlas Building Composites是一家什么样的公司?

A:Atlas Building Composites是MIT的衍生公司,开发了一个AI驱动的机器人制造平台,能够将一次性塑料转化为耐用的建筑材料,如房屋地基、甲板以及墙壁、地板和屋顶用的桁架。

Q2:Atlas的建筑材料是如何制造出来的?

A:来自水瓶等物品的一次性塑料被粉碎后送入Atlas系统,经过熔化并与美国制造的玻璃纤维融合,强度超过木材,随后由大型3D打印机制造成各类建筑部件。

Q3:Atlas的技术为什么不需要用水回收塑料?

A:Atlas采用无水塑料回收技术,这让全世界任何国家无论用水条件如何都能进行塑料回收,同时省去了与当地水务机构协调、办理相关许可证等繁琐流程,大大降低了回收门槛。

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