Các nhà nghiên cứu từ ETH Zurich đã dạy một máy xúc robot được gọi là HEAP để xây dựng một bức tường đá khô có chiều cao sáu mét và chiều dài 65 mét.
HEAP: Máy xúc robot
Việc xây dựng tường đá khô truyền thống thường đòi hỏi nhiều lao động thủ công, nhưng cách tiếp cận sáng tạo này tận dụng khả năng của máy đào tự động có tên HEAP.
Nhóm nghiên cứu, bao gồm các chuyên gia từ Viện Nghiên cứu Gramazio Kohler, Phòng thí nghiệm Hệ thống Robot, Phòng thí nghiệm Tầm nhìn về Robot và Chủ tịch Kiến trúc Cảnh quan, đã phát triển ứng dụng đột phá này như một phần của Trung tâm Năng lực Quốc gia về Nghiên cứu Chế tạo Kỹ thuật số (NCCR dfab).
Máy xúc tự động HEAP được trang bị các cảm biến cho phép tạo ra bản đồ 3D của công trường, xác định các khối xây dựng và đá hiện có để xây dựng bức tường.
Các công cụ được chế tạo đặc biệt và kỹ thuật thị giác máy cho phép HEAP khảo sát và nâng những tảng đá có kích thước lớn trong môi trường xung quanh nó, xác định trọng lượng ước tính và trọng tâm của chúng.
Sau đó, một thuật toán hướng dẫn máy đào về vị trí tối ưu của từng viên đá và nó tự động thực hiện nhiệm vụ định vị chúng ở các vị trí được chỉ định. Đáng chú ý, chiếc máy tự cung cấp năng lượng này có thể quản lý thành thạo 20 đến 30 viên đá trong một lần tải, công suất tương đương với công suất vận chuyển truyền thống.
Nghiên cứu được thực hiện bởi Trung tâm Năng lực Quốc gia về Nghiên cứu Chế tạo Kỹ thuật số, xoay quanh việc thúc đẩy các quy trình xây dựng tự động nhằm nâng cao hiệu quả và tận dụng các nguồn lực địa phương. Cách tiếp cận này đưa ra một giải pháp thay thế bền vững và thân thiện với môi trường hơn so với các phương pháp xây dựng truyền thống.
Xây dựng hỗ trợ AI
Quy trình xây dựng bằng robot được trình bày trong nghiên cứu bao gồm việc lập kế hoạch và xây dựng các bức tường và cảnh quan bằng đá dạng tự do từ các vật liệu có nguồn gốc địa phương, cho thấy tiềm năng sử dụng thích ứng các vật liệu không thường xuyên, dồi dào và bền vững với mức vận chuyển và xử lý sơ bộ tối thiểu.
Quá trình đổi mới không chỉ giới hạn ở việc xây dựng những bức tường đá. Nó mở rộng đến việc định hình các địa hình tự trị trên một công trường xây dựng.
Các nhà nghiên cứu chứng minh khả năng tiếp cận của họ thông qua việc xây dựng một bức tường đá độc lập (10 mét x 1,7 mét x 4 mét) và một bức tường chắn cố định (65,5 mét x 1,8 mét x 6 mét) tích hợp với các sân thượng có đường viền bằng robot bao phủ một diện tích 665m2.
Điều đó có thể biểu thị một tiến bộ đáng kể trong công nghệ xây dựng, cho thấy tiềm năng của các phương tiện xây dựng hạng nặng tự hành trong việc xây dựng hiệu quả và thích ứng với các vật liệu bền vững, không đồng đều.
Nghiên cứu không chỉ thay đổi các phương pháp xây dựng truyền thống mà còn nêu bật khả năng sử dụng máy móc điều khiển bằng AI để định hình tương lai của ngành xây dựng, đặc biệt là ở những địa điểm xa xôi, nơi hiệu quả và việc sử dụng tài nguyên là tối quan trọng.
Bản tóm tắt của nghiên cứu cho biết: “Công trình minh họa tiềm năng của các phương tiện xây dựng hạng nặng tự hành trong việc chế tạo thích ứng với các vật liệu rất bất thường, dồi dào và bền vững, đòi hỏi ít hoặc không cần vận chuyển và xử lý trước”.
Kết quả nghiên cứu đã được phát hành trên tạp chí Khoa học Robotics.
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.