Этот робот-копатель может строить здания будущего

Этот уникальный робот может возводить здания будущего

Строительство – трудное занятие, и в Европе наблюдается хронический дефицит рабочих сил для строительства домов, школ и дорог, которыми мы пользуемся каждый день. Итак, почему бы не позволить роботу выполнить тяжелую работу, чтобы нам не пришлось это делать?

Именно над этим работают исследователи из Лаборатории робототехники ETH Цюриха в Швейцарии. Они обучили автономного экскаватора строить каменные стены, используя булыжники весом несколько тонн – без вмешательства человека. В рамках первого задания машина построила стену высотой шесть метров и длиной 65 метров. Если увеличить масштаб, это решение может стать основой для более быстрого и экологически устойчивого строительства.

Экскаватор считывает карту строительной площадки и находить существующие строительные блоки и камни для стены с помощью LiDAR-сенсоров. Специально разработанные инструменты и машинное зрение (способность компьютера видеть) позволяют экскаватору сканировать и захватывать крупные камни в окружающей среде. Он также может определить примерный вес их их центр тяжести.

Затем алгоритм определяет наилучшее положение каждого камня, и экскаватор размещает каждый элемент с точностью до сантиметра. Автономная машина может размещать от 20 до 30 камней в одной партии – примерно столько, сколько обеспечивает одна доставка.

researcher looks at computer with image of 3d model of wall
Исследователи разработали цифровые чертежи, которым должен следовать робот-экскаватор. Кредит: ETH Цюрих

Экскаватор под названием HEAP – это модифицированный Menzi Muck M545, разработанный исследователями для тестирования потенциала автономных машин в строительстве. Благодаря высокой точности, HEAP открывает возможность использовать местные камни и щебень для строительства стен, вместо нового материала, такого как кирпич.

Стена была построена на промышленном парке рядом с аэропортом Цюриха, который управляется строительной компанией Eberhard. Фирма использует эту площадку и различные технологии ETH Цюрих для демонстрации способов сделать строительство более цикличным – минимизировать отходы насколько это возможно.

Идея использования автономных экскаваторов уже давно находится в востребовании, не только в Швейцарии. В 2017 году американский стартап Built Robotics был основан для внедрения роботизированных экскаваторов в массовое производство. На тот момент генеральный директор Ноа Рэди-Кэмпбелл предсказал, что полностью автономное оборудование станет обычным на строительных площадках еще до того, как полностью автономные автомобили покорят общественные дороги. Однако идея до сих пор не вышла за стадию прототипов.

Автоматизация легче всего внедряется в повторяющиеся задачи с предсказуемыми результатами, например, на производственных линиях. Однако строительная площадка – сложная и запутанная среда, где безопасность является приоритетом. Подобно автономным автомобилям, мир еще не готов к широкому внедрению автономных экскаваторов, кранов и грузовиков.

Тем не менее, в строительстве уже реализуются другие приложения робототехнических технологий. Например, британский стартап hyperTunnel сочетает в себе ройных роботов и искусственный интеллект для разработки туннелей в 10 раз быстрее, чем с помощью традиционных методов. Предлагаемый процесс включает внедрение облицовки туннеля в грунт, а затем удаление отходов с помощью роя маленьких автономных роботов.

Еще одной областью быстрого развития является строительство домов с использованием гигантских 3D-принтеров, таких как те, которые разработала датская компания COBOD. В Великобритании в настоящее время строится жилой комплекс из 36 домов именно таким образом. Приверженцы этого метода утверждают, что гигантские роботы будут строить дома быстрее, безопаснее и экологически более устойчиво, чем традиционные методы.