Как роботы меняют строительную отрасль уже сейчас

Содержание

1. Основные категории роботов, используемых в строительстве.
2. Как роботы меняют сферу строительства?

Строительство – одна из наиболее трудозатратных отраслей человеческой деятельности. Огромное разнообразие работ требует привлечения специалистов с самой разной квалификацией. Однако в строительной сфере стабильно отмечается недостаток рабочих кадров, который в прошлом году дополнительно усугубился социальным дистанцированием. И отрасли приходится приспосабливаться к таким непростым условиям и решать проблему с недостатком опытных кадров различными путями. И это не только активная работа рекрутеров – все большее значение для решения кадрового вопроса в строительстве приобретают высокие технологии. В частности, уже сегодня на помощь человеку, а иногда и на замену ему приходят инновационные машины – строительные роботы.

Под роботами мы подразумеваем здесь автоматизированные машины с определенным функционалом, которые помогают в выполнении тех или иных строительных работ. И отметим сразу: ведущие эксперты в сфере кибернетических технологий уверены, что роботы не отбирают рабочие места у человека, а модернизируют их. И это обещает дать великолепные результаты.

Основные категории роботов, используемых в строительстве

Наиболее известная концепция робота – металлический механизм гуманоидного типа – уже давно далеко не единственный вариант. Конфигурации роботизированных механизмов, применяемых в строительном деле, поражают своим разнообразием. Под роботом понимаются максимально непохожие друг на друга концепции, от беспилотной техники до человекоподобных механизмов, которые могут работать в этой отрасли.

Всего же можно выделить 4 ключевых типа роботизированных помощников, подходящих для строительной сферы.

Промышленные роботы

Такие механизмы давно и эффективно работают на производственных предприятиях. Изначально именно для нужд промышленности инженеры начали разрабатывать автоматических помощников. И параллельно с развитием технологий расширяются и возможности применения робототехники для выполнения широкого спектра операций.

Промышленные роботы чаще всего используются в следующих процессах:

• Производство с помощью шарнирных манипуляторов

Это роботы шарнирно-сочлененного типа. Внешне и своими движениями они очень похожи на человеческую руку – это позволяет использовать их в самых разных работах от простой автоматизированной сборки до сложных сварных работ.

На самом деле шарнирные роботы настолько универсальны, что их используют даже для строительства в условиях космоса. Например, устройства серии Canadarms - это роботизированные подъемные краны, расположенные на МКС, где они во многих задачах эффективно заменяют человека. Кроме того, им уже отведена большая роль в реализации проекта Lunar Getaway.

• 3D-печать с использованием декартовых роботов

Эти механизмы, также известные как линейные или портальные, представляют собой роботизированные установки, суставные рабочие органы которых двигаются в трехмерной системе декартовых координат. Эти роботы уже давно и активно применяются для множества задач, прежде всего, для погрузочно-разгрузочных работ. Однако в последние несколько лет они активно меняют специализацию и превращаются из крана-погрузчика в уникальный 3D-принтер.

Трехмерную печать вообще называют едва ли не главным трендом современной строительной отрасли. Эта технология позволяет создавать не только отдельные конструктивные элементы, но и даже целые дома. А если объединить функционал 3D-принтера с искусственным интеллектом и точностью действий робота, то можно буквально автоматизировать производство, гарантированно получая высокое качество готового сооружения. А еще такое строительство будет намного дешевле, что в перспективе может серьезно помочь в решении жилищного вопроса – прежде всего, в бедных странах.

• Совместная работа человека и робота

Коллаборативные роботы, также известные как коботы, - это высокотехнологичные механизмы, способные работать не вместо человека, а совместно с ним и выполнять задачи, которые были бы слишком сложны для человека или робота по отдельности. Постоянная нехватка рабочей силы – это реалии строительной отрасли, и коботы могут стать эффективным решением этой проблемы и однажды заменить людей, взяв на себя выполнение неквалифицированной работы.

Дроны

Беспилотники уже стали для строительной индустрии настоящей палочкой-выручалочкой. Их функции и возможности находят применение при выполнении самых разных работ и в конечном итоге обеспечивают безопасность и ускоренную реализацию проектов.

Поскольку дроны управляются дистанционно, они способны поставлять наиболее актуальные сведения о ходе работ без привлечения человека. В результате вы можете практически в режиме реального временим наблюдать за тем, как идет строительство. Причем вы получите четкую картинку с высоким уровнем детализации.

По мере того, как отрасль продолжает развиваться и интегрировать в себя всё новые и новые инновации, масштабы использования дронов в строительной отрасли будут только увеличиваться. Но уже на сегодняшний день они практически монополизировали ряд задач, предложив для них недостижимые ранее возможности решения:

• 3D-картографирование

С помощью дронов можно проводить подробную аэрофотосъемку различных участков, по результатам которой впоследствии можно построить подробную и точную 3D-модель. Это значительно упрощает процесс территориального планирования и подготовки участка к работе. Кроме того, подробная модель территории, планируемой под застройку, помогает более точно планировать бюджет и экономить деньги в долгосрочной перспективе.

• Удаленный мониторинг и осмотр рабочих мест

Вместо аренды подъемного оборудования, которая стоит денег и требует отвлечения от своей работы ваших сотрудников, дроны помогут легко и без лишних трудозатрат провести осмотр рабочей зоны, возводимого объекта, результатов отдельных работ. Причем беспилотник подойдет и для мониторинга труднодоступных конструкций, например, вентсистем и фасадов.

• Обеспечение безопасности

Безопасность - один из наиболее важных и одновременно проблемных аспектов на строительной площадке. Совокупные годовые объемы хищений со строй площадок оцениваются разными экспертами в сумму от 300 млн до 1 млрд долларов. Вернуть на место же удается не больше 25% украденного. Одна из причин такой ситуации – лимитированные возможности человека. Для контроля всей территории стройплощадки пришлось бы нанимать целый штат охранников. Однако их можно заменить дронами,  которые будут контролировать ситуацию с высоты птичьего полета, фиксируя сразу все происходящее.

Самоходные строительные машины

В то время, как автопромышленность сейчас еще только работает над разработкой беспилотных автомобилей общего пользования, в строительной отрасли автономные машины используются уже довольно активно.

В этом сегменте особо выделяется компания Built Robotics, которая специализируется на модернизации стандартного тяжелого оборудования путем его объединения с системами управления на основе ИИ. В настоящее время модельный ряд компании состоит из полностью автономных бульдозеров, экскаваторов и компактных гусеничных погрузчиков. Основная проблема, которую решает такая автоматизация тяжелой техники, - это безопасность строительства и ремонта дорог.

Дорожные работы в условиях насыщенного окружающего трафика создают опасность для строителей, причем даже самая лучшая система безопасности не способна полностью исключить человеческий фактор. Автоматизация же строительных машин дает возможность существенно уменьшить участие человека и, как следствие, минимизировать вероятность ошибок работников. Да и в целом взаимодействие с «умной» строительной техникой намного менее опасно для работников, нежели использование традиционных машин.

• Новый уровень эффективности с ATL

Автономные гусеничные погрузчики (ATL) от Built Robotics комплектуются системой LiDAR, измеряющей расстояние до объекта по световым импульсам, и мощным GPS-комплексом. В результате погрузчик может работать полностью без оператора. С его помощью можно легко и быстро решать простые строительные задачи, например, проводить земляные работы на придомовом участке.

• Делаем больше с умными бульдозерами

Бульдозеры - это универсальные машины, которые могут выполнять широчайший спектр работ от перемещения тяжелых предметов до выравнивания различных типов грунта. А техника от Built Robotics может делать все то же самое, только без сидящего за рулем машиниста.

• Высокая результативность работ с автономными экскаваторами

Автоматизированные экскаваторы от Built Robotics может выполнять весь традиционный перечень работ. Их создатели тщательно проработали механизм взаимодействия техники и оператора – благодаря этому управлять автономной машиной могут даже работники без особого опыта. Весь процесс интуитивно понятен и последователен. В то же время Международный союз инженеров-эксплуатационников (IUOE) уже запустил совместно с Built Robotics курсы обучения для будущих операторов умной техники.

Роботы-гуманоиды

Такие машины могут стать еще более эффективной заменой недостающих кадров. Разумеется, пока их разработка в большей степени остается проектом, однако уже есть реальные человекообразные роботы, которые вполне могут стать началом новой эры кибернетики.

• HRP-5P – робот-строитель из Японии

Этот робот был разработан специалистами Национального института передовой промышленной науки и технологии как прототип, адаптированный к гражданскому использованию. Искусственный интеллект и продуманный функционал позволяют ему фиксировать и передвигать тяжелые объекты, пользоваться дверьми и лестницами, обнаруживать препятствия на своем пути и огибать их, а также работать с ручным инструментом. За ориентацию HRP-5P в пространстве отвечает сложный комплекс технологий машинного зрения и распознавания объектов. В то же время этого робота пока нельзя считать даже приблизительной заменой реального работника – его искусственный интеллект пока еще не столь мощен и способен к самообучению.

• Valkyrie – работ НАСА для колонизации космоса

Американское космическое агентство активно развивает почти что фантастические проекты покорения космоса, причем подходит оно к ним сугубо утилитарно. В частности, одной из важных задач, над решением которой работали многие специалисты, стала разработка инструментов для космического строительства. Для этой (впрочем, не только) цели была создана концепция робота R5 NASA, также известная как Valkyrie. Разработчики характеризуют ее как «надежный, прочный, полностью электрический робот-гуманоид, способный работать в деградированных или поврежденных средах». Уже бытует мнение, что именно «Валькирии» будут пионерами колонизации Марса.

Как роботы меняют сферу строительства?

Технологическое совершенствование – это всегда прогресс, улучшение. В контексте роботизации строительства под улучшением следует понимать не вытеснение человека роботом, а совершенствование процесса работы и ее результатов. Строительные роботы позиционируются как помощники, способные упростить адаптацию строительной сферы к стремительно меняющимся внешним условиям.

Одним из наиболее важных аспектов любой работы на любой стройплощадке по-прежнему остается безопасность работников. Поэтому большинство новшеств внедряется в первую очередь для обеспечения безопасности. Эту же цель реализуют и роботы. Следовательно, ответ на вопрос, заменяют ли роботы людей, немного сложнее, нежели просто «да» или «нет».

Однако несомненно, что в ближайшее время роботы не смогут полностью заменить людей. Даже те автоматы, которые используются сегодня, все равно в той или иной степени требуют участия человека. И едва ли в обозримом будущем технологии разовьются до такого уровня, когда строительные машины смогут работать полностью без участия человека. Однако сам факт, что роботизация строительства уже началась, отвергать уже нельзя.