A robotgyártó megváltoztathatja az épületek építési módját

Az 1970-es években a robotok forradalmasították az autóipart, és a feladatok széles skáláját megbízhatóbban és gyorsabban végezték el, mint az emberek. A közelmúltban a kíméletesebb robotok új generációja kezdett felbukkanni más iparágak gyártósorain. Ezek a gépek kényesebb, macerásabb feladatokra is képesek, például saláta csomagolására. Ez a nagy teljesítményű új munkaerő olyan módon forradalmasítja a gyártást, amelyet egyelőre még nehéz elképzelni.

De az építőipar trükkösebb, mint sok más. Az építkezések összetett környezetek, amelyek folyamatosan változnak. Minden robotnak elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy megbirkózzon nehéz anyagokkal, de könnyűnek és kicsinek kell lennie ahhoz, hogy belépjen a szabványos épületekbe, és elég rugalmasnak kell lennie ahhoz, hogy eligazodjon a terepen.

Ez nagy kérdés, de a lehetséges előnyök hatalmasak. Az építőrobotok lehetővé tennék az új típusú összetett szerkezetek helyben történő összeszerelését, nem pedig távoli gyárakban, majd a helyszínre szállítását. Ez lehetővé teszi új típusú építmények építését a helyükön, sőt, ezek a szerkezetek valós időben módosíthatók, hogy lehetővé tegyék a környezetben bekövetkező váratlan változásokat.



Tehát mi a legmodernebb az építőrobotokban?

Ma választ kapunk Markus Giftthaler, a svájci ETH Zürich munkatársának és néhány barátjának köszönhetően, akik kifejlesztettek egy új típusú robotot, amely képes újszerű szerkezeteket létrehozni egy építkezésen. Új robotjukat In Situ Fabricator1-nek hívják, és ma megmutatják, mire képes.

Az In Situ Fabricator1 alulról felfelé haladva praktikus kialakítású. Öt milliméternél kisebb pontossággal tud cuccot építeni különféle szerszámok felhasználásával, bonyolult változó környezetben való félautonóm működésre tervezték, eléri a szabványos fal magasságát, és átfér a hétköznapi ajtónyílásokon is. Por- és vízálló, normál árammal működik, és akkumulátorral is rendelkezik. Mindezeken felül internetkapcsolattal kell rendelkeznie, hogy az építész szükség esetén valós időben módosíthassa a terveket.

Ezek bonyolult célok, de az In Situ Fabricator1 nagyrészt megfelel azoknak. Egy sor kamerával rendelkezik a környezet érzékelésére, és nagy teljesítményű beépített processzorokkal rendelkezik a navigációhoz és a feladatok tervezéséhez. Rugalmas, erőteljes robotkarral is rendelkezik az építőipari szerszámok elhelyezéséhez.

Képességeinek bemutatása érdekében a Giftthaler és társai egy pár szerkezet felépítésére használták fel Svájcban a NEST nevű kísérleti építkezésen (Next Evolution is Sustainable Building Technologies). Az első egy kétszárnyú hullámos téglafal, amely 6,5 méter hosszú és két méter magas, és 1600 téglából épült.

Még egy ilyen fal megfelelő elhelyezése is nehézkes feladat az építkezésen. Az In Situ Fabricator1 ezt úgy teszi meg, hogy összehasonlítja az építési terület érzékelőiből összegyűjtött térképét az építész terveivel. De még ekkor is rugalmasnak kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye az előre nem látható problémákat, mint például az egyenetlen terep vagy az anyag megereszkedése, amely megváltoztatja a szerkezet alakját.

Az ilyen robotok gyártási felhasználásában rejlő tervezési lehetőségek teljes kiaknázásához elengedhetetlen, hogy ne csak a robot manipulációs képességeit használjuk ki, hanem annak lehetőségét is, hogy érzékelési adatait visszacsatoljuk a tervezési környezetbe, mondjuk. Giftthaler és társai.

kapcsolatkövető alkalmazások üzleti célokra

Az így kapott fal, amelyben az összes tégla hét milliméteres pontossággal van elhelyezve, lenyűgöző szerkezet.

gravitáció és idődilatáció

A második feladat a huzalok összehegesztése volt, így egy bonyolult, íves acélhálót alakítottak ki, amely betonnal tölthető. Az In Situ Fabricator1 rugalmassága ismét döntő fontosságúnak bizonyult. A hegesztéssel kapcsolatos egyik probléma az, hogy a folyamat olyan feszültségeket hoz létre, amelyek előre nem látható módon megváltoztathatják a szerkezet általános alakját. Tehát az építés minden szakaszában a robotnak fel kell mérnie a szerkezetet, és figyelembe kell vennie az alakváltozásokat, miközben összehegeszti a következő huzalkészletet. A NEST eredményei ismét lenyűgözőek.

Az In Situ Fabricator1 természetesen nem tökéletes. Az elvek bizonyítására a Giftthaler és társai arra használják, hogy azonosítsák, milyen fejlesztéseket hajthatnak végre az építőrobotok következő generációján. Ezek egyike, hogy a csaknem 1,5 tonnás In Situ Fabricator1 túl nehéz ahhoz, hogy beférjen sok szabványos épületbe – 500 kilogramm a cél a jövőbeni gépeknél.

De talán a legjelentősebb probléma a robotkarok erejének és rugalmasságának gyakorlati korlátja. Az In Situ Fabricator1 körülbelül 40 kilogramm súlyú tárgyak kezelésére képes, de ideális esetben akár 60 kilogrammos tárgyakat is képes kezelni.

De ez a gyakorlati határok közé szorítja. Az In Situ Fabricator1 karját villanymotorok vezérlik, amelyek nem képesek ugyanolyan precízen kezelni a nehezebb tárgyakat. Ráadásul az elektromos motorok köztudottan megbízhatatlanok az építkezéseken előforduló körülmények között, ezért ezeken a területeken a legtöbb nehézgép hidraulikus.

Így Giftthaler és társai már dolgoznak a megoldáson. Ezek a srácok megterveztek és megépítettek egy hidraulikus működtetőt, amely képes egy következő generációs robotkart irányítani, miközben a nehezebb tárgyakat is megbízhatóbban és ugyanolyan pontossággal kezeli. Már ezt a tervet használják a következő generációs építőrobot megépítéséhez, amelyet In Situ Fabricator2-nek hívnak, és ez év végére készül el.

Mindez jelentős ígéretet jelent az építőipar számára. Más csoportok olyan fejlesztéseket teszteltek, mint például az új épületek 3D nyomtatása. De a 3D nyomtatás jelentős korlátja, hogy az épület nem lehet nagyobb, mint a 3D nyomtató. Hasznos előrelépés tehát egy olyan robot, amelyik önmagánál nagyobb dolgokat tud építeni.

De jelentős munka áll előttünk. Az építőipar természetesen konzervatív. Az új épületek létrehozásának viszonylag hosszú átfutási ideje (nem is beszélve az ezzel járó bürokráciáról) megnehezíti az építőipari vállalatok számára, hogy befektessenek ilyen csúcstechnológiai megközelítésbe.

De Giftthaler és társai munkájának segítenie kell ennek leküzdésében, és be kell mutatnia a robotok képességét teljesen új szerkezeti formák létrehozására. Érdekes lesz látni, hogy megtehetik-e azt az építőiparért, amit a robotok tettek és tesznek továbbra is az autókért.

Ref: arxiv.org/abs/1701.03573 : Mobil robotgyártás 1:1 méretarányban: az In situ Fabricator

elrejt

Tényleges Technológiák

Kategória

Nincs Kategorizálva

Technológia

Biotechnológia

Technikai Politika

Klímaváltozás

Ember És Technológia

Szilícium-Völgy

Számítástechnika

Mit News Magazin

Mesterséges Intelligencia

Tér

Okos Városok

Blockchain

Feature Story

Alumni Profil

Öregdiák Kapcsolat

Mit News Funkció

1865

Az Én Nézetem

77 Mass Ave

Ismerje Meg A Szerzőt

Profilok A Nagylelkűségben

Az Egyetemen Látható

Öregdiák Levelei

Hírek

Mit News Magazine

Választások 2020

Indexszel

A Kupola Alatt

Tűzoltótömlő

Végtelen Történetek

Pandémiás Technológiai Projekt

Az Elnöktől

Fedősztori

Képgaléria

Ajánlott