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科技洞察 丨 深入科技行业最前沿 移民火星，看起来十分遥远，但在NASA这种科技巨头来看，也就是未来几十年到一百年的事，Elon Musk 、亚马逊的CEO贝索斯和奥巴马等都相继对此表示支持。 但是想要移民火星，并且确保火星社会能够保持规律的运作，人类还需要建设不少基础设施。 · NASA3D打印火星栖息地竞赛 NASA早在2015年就举办了一场挑战赛：3D打印火星栖息地，这个竞赛由NASA和美国国防部高级研究计划局DARPA开展，是”百年星舰”计划其中之一。要求参赛团队设计复杂的结构，并可以在遥远的火星上建造，为太空探险家提供永久的家园。 NASA对火星栖息地最基本的要求是：生活空间至少要92平米，可以支持四名宇航员生活一年，栖息地还需要运转各种功能系统，包括生命维持系统、机械和电气系统、宇航服、探测器舱和管道系统。 而至于如何操作，NASA已经想好了流程步骤。他们的地产计划是，当技术成熟后，先由机器人登录火星，然后让其通过3D打印完成房屋建设，之后宇航员便可登陆在火星生活。 比赛被分为3个阶段： 第一个阶段为设计竞赛，总奖金5万美元。 第二阶段为结构组件竞赛，总奖金110万美元。 第三阶段为现场实施竞赛，总奖金200万美元！ 别看奖金多，这钱也不好挣，在火星上造房子，首先要考虑材料来源，必须尽可能地使用火星上的材料，比如土壤、岩石，其次建造技术方面除了3D打印技术，还要求尽量达到全自动建造的方式。 · AI SpaceFactory 2019年5月，比赛进入最后阶段， 在上一环节拿到第二名的纽约建筑与科技事务所 AI SpaceFactory，凭借其基于AI的自动化3D打印技术和可回收可降解的生物复合材料研发能力脱颖而出，赢得决赛第一名并收获 50 万美元的奖金。 AI SpaceFactory 的设计作品“MARSH”是一个圆柱体的巢状屋，可容纳 4 名宇航员居住。建筑外部覆盖两层壳，第一层用来保持与地面的平衡，第二层可应对剧烈波动的气温。 MARSH之所以采用的是垂直圆柱体设计，是通过人工智能软件的测算，采用了表面积最少，同时空间最大的方案。 它的内部分为 4 层楼，地面层的车库与外部系统相连接。二楼及三楼分布有厨房、睡眠舱、浴室等生活空间。在顶部，明亮的“skyroom”用于非正式的娱乐和锻炼。这种设计的分层也更为合理，整个建筑四层均拥有超大空间，同时相互之间不会因为距离过近而产生噪音影响。 另外每层还单独开通了一个窗口，合起来可以形成360度的景观，只不过想看一圈风景，需要你爬四层楼。 在火星，任何不会扩张和收缩的结构都是失败品，气候变化将会摧毁建筑。 AI SpaceFactory的应对措施是底部采用可滑动的轴承，使其可以左右移动；内部依然是双壳系统，为栖息地的收缩留下了空间。 房屋内设有天窗，屋与屋之间的空隙可以充当漫射自然光的媒介，这样内部的楼梯和地板都随之设计成弧形，别有一番新时代建筑的风格。 占地少空间大，没有公摊面积全是使用面积，而且打印机不需要大幅度移动，建筑过程方便。 2019年，AI SpaceFactory 成功在 30 小时之内打造出了 15 英尺高（约 4.57 米）的“MARSHA”原型。 使用基于AI的全自动机器人手臂进行3D打印，不需要人力的投入和干预，非常适合机器人先到达火星建造居住房屋，人类后到达的条件设定。 利用玄武岩和生物聚合物（玉米淀粉）做成可降解、可回收的复合材料，这种材料比混凝土还要坚固耐用，而且可以回收并反复使用，非常经济环保。 玄武岩可就地取材直接在火星发掘，而生物聚合物（例如玉米淀粉）可以在火星种植得到，大大降低了太空运输成本。
在经受了 NASA 的压力、烟雾和冲击测试后，人们发现这种材料比混凝土更坚固和耐用。 当一台 96 吨重的履带式挖掘机从顶部挤压结构时，“MARSHA”只有一小块材料断裂了，但整个建筑物几乎没有移动。
AI SpaceFactory在比赛获胜之后，并没有停下创新的脚步，后续又开发了TERA产品，采用获得NASA奖的火星栖息地MARSHA相同的设计方案和3D打印技术。通过使用基于植物的材料来彻底改变传统的建筑方式，其新型材料的强度是混凝土的三倍。 TERA对周围环境的影响非常小，可以在任何地方拆除，建筑材料还可以回收和再造。
看来这些为了太空移民开发的技术，未来也有可能改变我们在地球上的房屋建造和生活方式。 基于AI的自动3D打印技术、可降解的生物材料技术还会为我们带来更多可能！ |
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