地球的影响越来越深刻。我们的能源消耗要高于任何以往时候，并且这种情况只会越来越糟。世界人口也在逐渐增长，从而使得人类社会的一些基本资源越来越紧张，例如空间、水和食物。最终，环境发生了很大的改变，导致了很多极端天气的发生，对很多城市造成了很大的影响。为了解决这些问题，人们在旧有的建筑技术上了做了很多创新，以便创造一个干净、漂亮又宜居的环境。

1、机器人群构造

哈佛大学研究人员向大自然（特别是白蚁）取经，发展建筑领域的创新方法。即使没有中央监管，白蚁也可以建造大型建筑物。白蚁首先将一块土带到第一个施工位置。如果这个位置已经完成，它们只需要简单的移动到下一个位置。

TERMES项目采用相同的群建筑理念，但他们使用的是小型机器人。这些简单的、廉价无人机可根据最初设计，将一块物质放置在下一个可用的空间，直至结构完成，以此来建造结构。这意味着，在最初设计之后，群几乎不需要人类干预。

这种群对于在太空或水下等危险地方建造结构而言，将是非常理想的。它们还可以干那些很浪费人力时间的粗活。因为它们是自我引导的，所以可以比人类更高效。

2、智能砖

只要看到Kite Bricks开发的智能砖，你就能看出它的灵感来自于乐高。这种砖头可以在顶部旋转，连接方式酷似乐高。这种智能砖可以固定在有钢筋的地方，不同形状的砖块根据设计堆叠。

这种砖头的连接不是采用水泥，而是强效双面胶。建筑内部，可以用这种砖头来连接那些有图案的交替面板，减少石膏和涂料的使用。还可以作为地板和天花板，中间留有空隙，以备绝缘、水管、电线之用。

这种砖具有更好的热能控制，施工当中具有更多用途，可以节约建筑成本50%左右。

3、智能混凝土

洪水泛滥时将没有足够的地方来进行排水。城市里可吸收水分的土壤很少，也就使这种情况变得更糟。英国Tarmac公司发明了一种具有渗透性的Topmix Permeable沥青，可用于减少水患。

大多数混凝土都可以让部分水渗到地下，但每小时只能渗透大约300毫米（1英尺）。Topmix每小时可渗透36,000毫米（118英尺），即每分钟3,300升（880加仑）。

不像大多数混凝土那样使用沙子，Topmix使用的是花岗石碎片。水可以从花岗石当中渗过，从而被地面吸收，进入下水道，或者是收集起来。除了减少水患可能以外，Topmix还可以保持路面干燥，使其更加安全。此外，水可以转移到水库，以便重复利用。

透水混凝土的问题是只能在那些不太冷的地方使用。寒冷的天气会是这种混凝土膨胀，最终被破坏。另外，它的安装也比传统混凝土费用要高，但要是可以减少水患的话，长期以往可以节省不少支出。

4、垂直城市

根据联合国的预测，2050年地球人口将超过96亿。这要比当前多出23亿人。此外，据估计世界人口的75%将生活在城市，这就引发出了一个复杂的问题：城市空间不足。

解决这一问题的方法之一是建设垂直城市。已经有一些建议在撒哈拉、阿联酋、中国等地建立垂直城市。

这些垂直城市会是庞大的建筑物，提供住宅、工作场所以及购物休闲场所。比如说，意大利Luca Curci Architects建筑公司将在阿联酋建造一座189层的建筑。这将可容纳25,000人，以及商店和企业。因为人们可以不需要离开这个建筑，所以也就解决了空间问题，并减少居民的碳足迹。

巨型建筑将是自给自足、绿色环保的。建筑足够大，可以在整个建筑上安放太阳能电池板，还可以使用地热能，并进行雨水收集。

5、太阳能涂料

太阳能电池板最大的问题之一就是体积大、笨重、不够美观。为了改善这一点，一些研究人员正在生产小的、柔性的、可以涂在表面的太阳能电池。事实上，加拿大阿尔伯塔大学（University of Alberta）的一个研究小组已经制备出了一种含有锌和磷纳米颗粒的喷雾式太阳能电池。

如果可以在房顶上喷涂上这种太阳能涂料的话，那它产生的能量将足以供家庭之用，减少对化石燃料的依赖。无需进行改造，最大限度的减少了施工。同时，太阳能涂料比传统太阳能电池板还要便宜得多。虽然这种涂料太阳能电池的效率还不够高，但研究人员正试图解决这个问题。

6、无线缆多向电梯

大型设施的一个大问题就是如何有效地利用他们。我们知道一部电梯只有一个电梯轿厢，如果你曾经在大型建筑中用过电梯，你就一定知道有时候需要等很长时间才能等到电梯。德国电梯公司ThyssenKrupp正在想办法解决这个难题。他们希望使用磁悬浮技术。来代替电缆的方式。这将使得他们的轿厢可以在水平方向和垂直方向上进行移动。同时它也可以允许多辆轿厢运行，从而减少等待时间。最终，这种磁悬浮电梯将会使用更少的能量，从而更加环保。ThyssenKrupp公司计划在2016年测试这种新型电梯系统。

7、道路打印机

铺设道路一个漫长的过程。平均来讲，一位熟练的工人每天可以铺设100平方米的道路。有望缩短铺路周期的就是道路打印机，例如“老虎石铺路机”，每天可以铺设300平方米的道路。另一种是RPS的道路打印机，每天可以铺设500平方米的道路。每台机器需要1到3为操作人员。这种打印机由电力驱动，并且没有很多的移动部分，这使得它们可以很容易地进行操作和维护。不仅如此，和传统的铺路方法相比，它们的噪音很小。普通路面和通过道路打印机铺设的路面的最大区别是机器铺设的是砖块而不是沥青。然而，和沥青路面相比，砖块路面也具有一定优势，可以滤水，可以膨胀，从而可以维持更长的时间。

8、气凝胶绝缘材料

气凝胶并不是一种新材料。事实上，在20世纪20年代就有人开始研究这种材料，并在1932年被成功制备。通过将凝胶中的液体去除，同时加入空气可以形成这种材料。这种材料非常轻，因为其中90%都是空气。而且这种材料的绝缘性能非常好。气凝胶可用于工业区制作绝缘管道，甚至可用于制作火星探测器。Aspen Aerogels希望采用这种气凝胶技术来构建家居绝缘。他们创造了一种产品叫做“空间阁楼毛毯”，这种产品非常轻，且非常薄。除此之外，这种毛毯比传统绝缘材料的性能高2到4倍。“空间阁楼毛毯”也允许水蒸气通过它们，而且它们也可以防火。因此这种绝缘材料可以减少居民火灾。但是气凝胶的价格要远高于传统绝缘材料，而从长远来看它可以节约成本和能量。同时，也不是所有的房屋都可以通过这种材料来进行改装。

9、金刚石纳米线

正如我们所知，金刚石是自然界最坚硬的材料。如果其具有正确的形式，那么金刚石就可以成为很好的建筑材料。宾夕法尼亚大学的研究人员创造了一种金刚石纳米线，其直径只有人类头发的20000分之一。即便如此，金刚石纳米线也被认为是世界上最强韧的材料。除此之外，它们也非常轻。这些金刚石纳米线或许不能用于建造普通建筑，但是它们可用于建造一些特殊的建筑，例如太空电梯等。

10、竹城

大多数西方人将斑竹视为一种装饰材料。但实际上这是一种非常好的建筑材料。斑竹的生长非常快，且强度比钢还高，比水泥更坚韧。这也是为什么中国北京的一个工作室Penda想要使用斑竹作为主要建筑材料来建造整个城市。这样的城市将会是可持续发展的、环境友好的、且价格便宜。通过将斑竹放置在一起，制造一种X型链接，然后将它们绑在一起就可以建造房屋。通过使用这种技术，Penda认为到2023年他们可以建造供20万人居住的房屋。一旦这种结构可以完成，附加部分就很容易完成，无论是水平方向还是垂直方向。同时，整个房间的解构也非常轻松，且拆卸部分还可以循环利用。