International Business Machines Corporation (IBM), multinazionale con sede a New York, ha ottenuto l’approvazione da parte dell’United States Patent and Trademark Office (USPTO) del brevetto US12340150B2, depositato nel giugno 2021 e pubblicato nel dicembre 2022. Il documento introduce un metodo per progettare edifici stampati in tre dimensioni tramite un’interfaccia di realtà virtuale, consentendo di sperimentare in anteprima condizioni reali come flussi d’aria, illuminazione e rumore ambientale.
Funzionamento del sistema VR–stampa 3D
Il flusso operativo prevede il caricamento su una piattaforma software di una planimetria digitale, in formato 2D o 3D, che contiene informazioni su muri, finestre, materiali e distribuzione interna degli spazi. Successivamente il sistema raccoglie dati sulle condizioni meteorologiche e ambientali del sito di costruzione: i parametri provengono da satelliti meteo, reti di sensori IoT o stazioni di monitoraggio locale. Grazie a un motore di simulazione, l’utente indossa un visore VR e attraversa virtualmente gli ambienti, percependo variabili come riflessioni luminose, correnti d’aria o fonti di suono esterno.
Iterazione immediata e suggerimenti automatici
Durante la sessione in realtà virtuale, l’architetto individua eventuali criticità — per esempio un’inadeguata illuminazione di una stanza o rumori provenienti da una ferrovia vicina — e richiede al sistema di inserire vetri fonoassorbenti, variazioni nell’orientamento delle aperture o modifiche allo spessore degli isolanti. Il software elabora le richieste, aggiorna il modello digitale e mostra in tempo reale l’effetto delle modifiche sulla simulazione VR. Al termine della fase di validazione, il progetto corretto viene esportato verso una stampante 3D edile, in grado di realizzare i componenti strutturali.
Vantaggi per la progettazione e la costruzione
L’approccio messo a punto da IBM riduce il rischio di interventi correttivi in cantiere, spesso onerosi e complessi. La stampa 3D consente di abbattere gli sprechi di materiale e di abbreviare i tempi di esecuzione rispetto alle tecniche tradizionali, mentre l’integrazione con la realtà virtuale assicura un risultato coerente con le aspettative degli utilizzatori finali e con le condizioni del territorio. Il brevetto sottolinea che la metodologia non si limita a edifici residenziali, ma si applica a qualsiasi struttura, dai complessi industriali ai data center, dove è fondamentale rispettare soglie termiche precise per la refrigerazione dei server.
Profili degli inventori e contributi precedenti
Tra i co-inventori figurano Subha Kiran Patnaikuni, specializzato in realtà virtuale, intelligenza artificiale e Internet delle cose, e Sarbajit K. Rakshit, Application Architect in IBM con quasi vent’anni di esperienza. Rakshit è già noto per un’altra invenzione nel campo della stampa 4D applicata al rilascio controllato di farmaci e per un brevetto del 2019 su un sistema di stampa olografica 3D. Patnaikuni ha curato in passato soluzioni di digital twin per la gestione delle evacuazioni e barriere robotiche basate su machine learning.
Panorama delle tecnologie affini nel settore edile
Oltre a IBM, diverse aziende stanno sperimentando tecniche di stampa 3D in ambito costruttivo. Apis Cor ha realizzato un’abitazione in Russia con pareti continue in calcestruzzo, mentre ICON ha collaborato con la NASA per la stampa di un prototipo di rifugio lunare. COBOD International e Cazza Construction sviluppano stampanti mobili in grado di erigere muri di grandi dimensioni direttamente sul cantiere, integrando moduli prefabbricati. Queste realtà puntano a sfruttare sia materiali cementizi innovativi sia leghe leggere e polimeri conduttivi.
Prospettive di sviluppo e integrazione software
Lo sviluppo futuro vedrà l’implementazione di intelligenza artificiale per il riconoscimento automatico di criticità strutturali e l’espansione delle librerie di materiali disponibili: dal calcestruzzo ad alta prestazione a composite rinforzati con fibre. Collaborazioni con fornitori di motori grafici, come Unity o Unreal Engine, e piattaforme di digital twin favoriranno una resa sempre più realistica delle simulazioni VR. Parallelamente, l’adozione di protocolli aperti proclama l’interoperabilità tra diversi produttori di stampanti e sistemi informativi.
