Современная строительная отрасль все сильнее ощущает давление нехватки ресурсов и острую необходимость менять сам подход к материалам, поэтому к решению проблемы стали активно подключаться ученые. Немецкая профессор Инка Май (Inka Mai) увидела в этой ситуации задачу для новой инженерной логики и смогла доказать, что роботизированное производство способно изменить не только скорость строительства. В Техническом университете Берлина (Technische Universität Berlin) она с 2023 года возглавляет направление роботизированного производства в архитектуре. Ее новой разработкой стала 3D-печать, как инструмент, который одновременно сокращает затраты материалов и открывает архитекторам новую свободу формы. Далі на iberlin.
В 2025 году работа госпожа Май получила публичное признание – премию для молодых исследователей в рамках Берлинской научной премии 2024 года (Berliner Wissenschaftspreis). Это решение зафиксировало не просто академический успех, но и внимание к технологиям, которые постепенно вытесняют традиционные подходы к строительству и меняют представление о том, как будут выглядеть города будущего.
Инка Май – обучение, которое изменило жизнь
Фото: Технический университет Берлина
Инка училась в разных научных школах, где последовательно переходила от классической инженерии к экспериментам на грани материаловедения и цифрового производства. Изучала промышленное и гражданское строительство в:
- Брауншвейге (Braunschweig);
- Гетеборге (Göteborg);
- Род-Айленде (Rhode Island).
Исследовала разные подходы к тому, как создается современная инфраструктура. В 2013–2018 годах стала докторанткой в Институте строительных материалов, бетонных конструкций и пожарной безопасности Технического университета Брауншвейга (Technische Universität Braunschweig).
Как изменилось мышление в строительстве?
В 2019 году Инка Май возглавила группу “Реология и цифровое производство”, исследовательская стажировка в Бретани дала дополнительный опыт работы с европейскими подходами к строительным инновациям. В 2023 году госпожа Май получила должность младшего профессора кафедры робототехнического производства застроенной среды Технического университета Берлина. Ее научную работу неоднократно отмечали, в частности, премией Клауса Дикергофа (Klaus Dyckerhoff Preis) для молодых исследователей.
В своих аргументах она объясняла свой новый подход не как смену дисциплин, а как постепенное расширение фокуса: от бетонных формул к цифровым системам, где материал и машина работают на общий результат. Сначала она сосредотачивалась на классических строительных материалах, но со временем перешла к 3D-печати. Дальше была робототехника, которая изменила сам масштаб мышления. В центре нового подхода оставался материал, который должен был точно “согласоваться” с процессом производства, и именно это согласование исследовательница назвала главным предметом своей профессиональной заинтересованности.
Инжекционная 3D-печать меняет правила игры
Инжекционную 3D-печать бетона Инка Май объяснила, как попытку изменить привычную логику строительства, где материал просто “наслаивают” один на другой. По ее разработке робот впрыскивает один материал в другой и заставляет их взаимодействовать. Звучит сложно, но эффект очень реальный: бетон может твердеть внутри жидкости, которая его удерживает, а затем эта жидкость просто исчезает. И появляются формы, которые раньше казались почти невозможными – тонкие, точные, без массивной опалубки.
В этой технологии Инка Май выделила несколько практических сценариев, которые полностью изменили представление архитекторов и строителей о бетоне. И каждый из них работает по-своему:
- ресурсоэффективность – бетон укладывают только там, где он действительно нужен, без лишних затрат;
- комбинирование материалов – в разных зонах используют разные типы бетона, чтобы усилить конструкцию именно там, где на нее будет наибольшая нагрузка;
- пустоты внутри – в бетоне сразу формируют каналы под кабели или даже места для озеленения фасадов.
Иными словами, это уже не просто “распечатка здания”, а работа с его внутренней логикой. В своих проектах команда Инки Май протестировала границу: где заканчивается материал и начинается дизайн процесса. И главный вопрос здесь звучит просто: можно ли научить бетон вести себя так, как нужно архитектуре, а не наоборот.
Терраццо как новый язык 3D-печати
Инка Май работала еще с одним направлением – 3D-печатью бетона с использованием крупных частиц. Идея меняет саму логику строительства: вместо сплошной бетонной массы конструкция собирается из крупных каменных компонентов, которые укладываются слой за слоем в форме. Затем робот добавляет раствор только там, где это нужно, чтобы “связать” материалы. После завершения лишние несвязанные частицы убирают – и остается готовая структура. Фактически здание как будто собирается, а не заливается.
Интересная деталь – финальная обработка. Поверхность можно дорабатывать роботизированно, и тогда она выглядит как терраццо: технический материал получает почти дизайнерскую фактуру. При этом метод работает эффективнее классической 3D-печати бетона, потому что использует значительно меньше связующего вещества. А именно оно обычно и забирает больше всего ресурсов в строительстве.
3D-печать глиной как новый прорыв
Параллельно команда Инки Май развивала еще одно направление – 3D-печать глиной. Это уже другой материал и другая логика работы, но тот же поиск границ возможного:
- глина как материал: экологичная, доступная, но более слабая по сравнению с бетоном в классическом понимании нагрузок;
- технология смеси: создается специальная формула глины, которую можно печатать, и она почти не дает усадки;
- применение: в деревянно-каркасном строительстве такие элементы уже рассматриваются не как заполнение, а как часть конструктивной системы.
Идея простая и одновременно радикальная: сделать так, чтобы глина перестала быть “второстепенным” материалом и начала работать, как полноценный строительный элемент в современной архитектуре.
3D-печать и будущее материалов
Переработанный бетон уже используют в строительстве Германии, но Инка Май попыталась разобраться, всегда ли должен использоваться бетон? В ее подходе это не отказ от материала, а расширение выбора. Во многих случаях глина или другие альтернативы могут работать не хуже, а иногда даже лучше. И не только из-за экологичности, но и из-за того, как они выглядят и ощущаются в пространстве. Это уже вопрос не только инженерии, но и того, какую атмосферу создает здание.
Другой ее подход – идея роботизированного анализа, когда роботы сами:
- обследуют здания;
- собирают данные об их состоянии;
- формируют цифровую картину того, что происходит с домом.
Это меняет подход к городской инфраструктуре: вместо разовых проверок – постоянное наблюдение и более точная информация. В результате ремонты и реконструкции можно планировать быстрее и рациональнее, без лишних задержек.
Премия за будущее роботизированной 3D-печати
В июле 2025 года профессор Инка Май получила премию для молодых исследователей в рамках Берлинской научной премии. Вместе с наградой ей присудили 10 000 евро – за исследования в области роботизированной 3D-печати бетона и альтернативных материалов. В решении жюри отдельно подчеркнули, что исследования этой ученой в области новых производственных процессов для 3D-печати имеют большое значение для будущего строительства в Берлине. Поскольку город постоянно меняется и требует новых подходов к застройке.
Берлинская научная премия была создана для поддержки исследований, которые не остаются только в лабораториях, а работают в реальной жизни. Здесь оценивают не только научное качество, но и то, имеет ли идея практическое применение в строительстве, экономике, инфраструктуре. Премию для молодых исследователей получают ученые в возрасте до 35 лет. Инка Май после вручения награды отметила, что это признание сильно мотивирует ее двигаться дальше в теме роботизированного строительства. И уверена, что в будущем еще найдет, чем удивить научный мир.
Источники: