Robotai gali padaryti revoliuciją statyboje

 „Jie mūrija plytas, gręžia, valo: robotai gali padaryti revoliuciją statyboje ir, svarbiausia, imtis monotoniškų ir pavojingų užduočių - jei ne kelios problemos.

Hadrianas atrodo kaip sunkvežimyje sumontuotas kranas, tačiau stato, kaip pasaulio čempionas. Australijos kompanijos „FBR“ žvaigždė per valandą valdo 200 ypač didelių akytojo betono ar molio blokų. Tai atitinka 2200 rankiniu būdu uždėtų plytų. Hadrianas ką tik per 57 valandas pastatė viso Perto dienos centro sienas. Net geriausi mūrininkai negali pasiekti tokių skaičių. Ir statybinis robotas turėtų būti daug greitesnis: kuriamas modelis, kurio klojimo greitis yra 1000 blokų per valandą. Hadrianas nuskaito teisingą plytų padėtį iš saugomų 3D konstrukcijos planų. Jis ne tik sluoksniuoja elementus, bet ir, jei reikia, juos supjausto iki reikiamo ilgio - be žmogaus įsikišimo, tačiau su didžiausiu tikslumu.

Sami Atiya sako, kad statybų automatizavimas pakils. „Kiekvienas, kuris eina per statybvietę treniruotomis akimis, mato didžiulį efektyvumo potencialą“. Pasaulinės technologijų bendrovės „ABB“ robotikos bosas sako, kad tai reiškia ne tik laiko ir išlaidų taupymą. Remiantis grupės atlikta apklausa, 91 procentas iš 1900 apklaustų statybos bendrovių Europoje, JAV ir Kinijoje tikisi, kad per ateinančius dešimt metų trūks kvalifikuotų darbuotojų. Robotai galėtų užpildyti tą tuštumą. Visų pirma, pasikartojantį, pavojingą ar nesveiką darbą galėtų atlikti savarankiškos, t. y. savarankiškai veikiančios mašinos. Pavyzdžiui, griovimo darbai, kurių metu išleidžiamas asbestas, arba kėlimo ir transportavimo cemento maišai.

Problema: kiekviena statybvietė yra skirtinga ir, be to, nuolat kinta

Tačiau tam dirbtiniai darbuotojai turi laisvai judėti ir rasti kelią statybvietėje. Tai iššūkis robotams, kurie iki šiol dažniausiai monotoniškai atliko tuos pačius darbo veiksmus kontroliuojamoje gamyklos aplinkoje masinės gamybos srityje. Kadangi kiekviena statybų aikštelė yra skirtinga ir, be to, keičiasi kiekvieną dieną. Kartais žemė sausa, kartais po didelio lietaus - purvina. Ten, kur vakar buvo dirvožemio, šiandien yra skylė velenui. Be to, visada yra nukrypimų tarp planavimo ir statybvietės realybės. Pakanka, jei durys yra sumontuotos pusės metro atstumu, kad pažodžiui leistumėte robotui strigti prie sienos.

Tačiau robotai tampa vis protingesni. Jutikliai, skaitytuvai, fotoaparatai ir vaizdo apdorojimo programos padeda jiems orientuotis net ir permainingoje aplinkoje ir atlikti naujas, sudėtingas užduotis.

2020 m. rudenį įrankių gamintojas „Hilti“ pirmą kartą pristatė „Jaibot“-pusiau autonominį statybvietės robotą luboms gręžti. Nors robotas vis dar turi būti valdomas statybvietėje nuotolinio valdymo pultu, robotas atpažįsta gręžimo darbus, esančius savo diapazone, automatiškai juos atlieka ir pažymi spalvomis įvairiose srityse.

Robotai galėtų ypač padėti atlikti darbą virš galvos

Visų pirma tai palengvina šildymo, oro kondicionavimo ir vėdinimo sektorių meistrams, atliekant pasikartojančius, fiziškai įtemptus darbus. 

 

„Mes pažiūrėjome, kuris įprastas darbas statybvietėje yra vienas iš labiausiai įtemptų darbų, visų pirma tai yra darbai virš galvos“, - sako Julia Zanona, „Hilti“ robotikos produktų vadovė.

 

 Kad galėtų tiksliai atlikti savo užduotis, t. y. išgręžti reikiamo dydžio ir gylio skyles reikiamose vietose, „Jaibot“ naudoja specialius duomenis.

Naudojant pastato informacijos modeliavimą arba trumpai BIM, visi pastato duomenys - darbų planai, chronologinė įvairių profesijų darbų seka, planų pakeitimai, informacija apie medžiagas, priežiūros datos - yra įtraukiami į skaitmeninę duomenų bazę, prijungiami prie tinklo ir nuolat atnaujinami.  Informacija susijusi su visu konstrukcijos gyvavimo ciklu nuo projektavimo iki statybos ir iki eksploatavimo. Visi projekto partneriai gali jį pasiekti debesyje. Tai reiškia: visi, dalyvaujantys, statant ir eksploatuojant pastatą, bet kuriuo metu įžvelgia visus darbo etapus ir procesus. Visi visada gauna atnaujintus duomenis, įskaitant Jaibotą.

Tačiau vien šios žinios robotui nėra naudingos; jis turi prijungti jas prie savo valdymo sistemos, kad galėtų veikti savarankiškai. Bolzano „Fraunhofer Italia“ inovacijų inžinerijos centro tyrėjų komanda sukūrė tokią programinės įrangos sąsają. ROSBIM jungia BIM su „roboto operacine sistema“ arba trumpai ROS. Tyrėjų tikslas - optimaliai išnaudoti pastato duomenis, kurie jau yra skaitmeniniu būdu prieinami statybvietėje. Pavyzdžiui, sunkiems kroviniams, pvz., statybinėms medžiagoms ar įrankiams, vežti su autonominiu mobiliuoju robotu.

„Husky A200“ skirtas atšiauriai aplinkai

Bolzane komanda treniruojasi su komerciškai prieinama „Husky A200“ roboto nešiklio platforma. „Husky A200“ skirta atšiauriai aplinkai, rieda ant plataus protektoriaus padangų ir, be kita ko, yra aprūpinta lazeriniais ir nuolydžio jutikliais, padedančiais važiuoti nelygiu reljefu. Nepaisant to, Husky dar turi daug ko išmokti.

„Žmogus gali intuityviai reaguoti į staigius aplinkos pokyčius, robotas turi prieiti prie savo jutiklių duomenų“, - aiškina Michaelas Terzeris, ROSBIM projekto mokslinis bendradarbis. Kaip pavyzdį, jis nurodo skylę žemėje, kurios daugelis aplinkos nuskaitymo jutiklių negalėjo aptikti. Duomenyse saugoma, kad skylė, pavyzdžiui, lifto šachta, tam tikrą dieną yra atidaryta priežiūros tikslais ir turi būti apeinama. „Tokie nuo laiko priklausantys duomenys, kurių robotas negali aptikti savo jutiklių pagalba, gaunami per sąsają“,-sako Terzeris.

Kartu su kolegomis iš Fraunhoferio pramonės inžinerijos instituto (IAO) Štutgarte Bozene įsikūrusi Fraunhoferio komanda sukūrė „Balto“-autonominį dezinfekavimo robotą, pavadintą rogių šuns vardu, kuris atnešė skubiai reikalingų vakcinų serumų į Aliaskos rajoną, kuriame buvo sunku prieiti prieš šimtą metų. Balto taip pat turi ROSBIM, todėl gali reaguoti į aplinką. Pavyzdžiui, norėdamas ligoninėje kruopščiai dezinfekuoti visas durų rankenas, jis turi žinoti, kur ir kokio aukščio jos yra, iš kokios medžiagos jos pagamintos ir kaip dažnai naudojamos. Robotas gali nuskaityti šią informaciją iš duomenų ir pasirinkti optimalią dezinfekavimo priemonę.

„Jums nereikia maitinti Balto koordinatėmis, galite užsisakyti visos klasės objektų dezinfekciją“, - sako Günteris Wenzelis, „Fraunhofer IAO“ skyriaus vadovas. Užuot nurodę robotui kiekvienos dezinfekuojamos durų rankenos vietą, laikykitės bendros tvarkos, tokios kaip: Visos stipriai naudojamos durų rankenos turėtų būti dezinfekuojamos X minučių intervalu. Balto taip pat pats planuoja savo dezinfekcijos kelią.Dėl perduotų duomenų jis žino, kurioje patalpoje ir kokiu metu vyksta susitikimas.

Kas iš tikrųjų yra atsakingas, jei kažkas negerai?

Pasak tyrėjų, ROSBIM sąsaja taip pat svarbi žmogaus ir roboto sąveikai. Jei Balto susiduria su vienu ar daugiau žmonių, jis turėtų jų vengti. Jei tai neįmanoma, jis sustoja. Tačiau būtų blogai, jei jis sustotų visų vietų evakuacijos kelyje ir jį užblokuotų. Tačiau kadangi evakuacijos maršrutų eiga taip pat įrašoma į BIM duomenis, tokių situacijų galima išvengti.

Sąsaja gali būti naudojama ne tik iš vienos pusės, bet ir dviem kryptimis. Robotas gali pranešti sistemai apie savo darbo eigą ir derinti dezinfekcijos užduotis su kitais „Balto“ kolegomis.

„Balto“ jokiu būdu neapsiriboja savo dabartine atsakomybės sritimi, bet taip pat gali derinti dezinfekciją su valymu ir netgi ilgainiui imtis darbų statybvietės stebėsenos ir pastatų priežiūros srityse. Šiuo metu prototipas dirba tik Bolzano NOI technologijų parke, kurį stebi tyrimų grupė. Kiti demonstrantai naudojami Fraunhofer IAO „Future Work Lab“ ir Virtualios inžinerijos centre.

Kyla klausimas: ar autonominiai robotai artimiausiu metu pakeis statybvietėje esantį darbuotoją, valytoją ar techninės priežiūros specialistą? „Ne pakeiskite, bet palaikykite“, - sako Michaelas Terzeris. „Kad būtų galima plačiai naudoti tokią technologiją, jai dar reikia daug tobulėti ir tai užtruks“. Pirmiausia reikėtų išsiaiškinti ir atsakomybės aspektus. Taigi šis darbas lieka jaudinantis“.