isicad: Роботы пришли на стройку

Зоя Мишенова — архитектор, BIM-менеджер, преподаватель Autodesk, автор блога BIM Molecule.

Публикуемая статья является переработанной компиляцией из разных англоязычных источников.

Роботизация постепенно подбирается к строительной отрасли. Уже сейчас есть примеры использования роботов-манипуляторов для 3D печати и кладки, беспилотных самосвалов, дронов и других средств для решения строительных задач. Благодаря искусственному интеллекту такие роботы становятся всё более автономными и могут выполнять работы уже без помощи человека. Рассмотрим некоторые из них.

Видео от компании Boston Dynamics потрясло Интернет. Робот SpotMini бродит по строительной площадке Takenaka Corp. в Токио, перемещается по лестнице, преодолевает препятствия (перепады перекрытий, пороги, стальные балки и оранжевые конусы) и периодически останавливается для сканирования участка.

Робот-собака SpotMini на строительной площадке

Робот SpotMini

Менее метра в высоту, оснащенный трехмерным зрением и 17 суставами, робот Boston Dynamics SpotMini отлично подходит для строительных площадок из-за своего диапазона движения, трехмерного видения и способности преодолевать препятствия, утверждают представители компании.

Полностью электрический робот, по утверждению фирмы, может работать в течение 90 минут на одном заряде, может осматривать проект через свою бортовую камеру, а также поднимать и переносить объекты благодаря сенсорным датчикам и руке с пятью степенями свободы.

При весе в 30 кг Spot способен на нагрузку 14 кг. Учитывая, что вес даже самых больших портативных лазерных сканеров не превышает примерно 5-6 кг, этого должно быть достаточно. Таким образом, Спот может быть использован в качестве платформы: добавляя к нему различные аппаратные приспособления, можно заставить его выполнять рутинные и трудоемкие задачи на стройке.

Манипуляторы для SpotMini от Youbionic

Так, компания Youbionic, которая на протяжении нескольких лет разрабатывает электромеханические руки, уже разработала манипуляторы для SpotMini. Компания продает не готовую конструкцию, а файлы для 3D печати. Как отмечает разработчик, благодаря этому пользователи могут адаптировать модели для конкретного применения.

Как видит Spot

Кроме прочего, робот может работать в зонах, которые временно являются слишком опасными для человека.

Давайте прикинем некоторые задачи для Spot:

Лазерное сканирование для последующего сравнительного анализа
Распознавание лиц, идентификация несанкционированных лиц
Потоковая передача данных со стройплощадки
Поиск проблем безопасности труда, касающихся как людей, так и оборудования
Идентификация и отслеживание местоположения оборудования/конструкций
Мониторинг монтажа и эксплуатации; сканирование штрих-кода
Обработка материалов
Охрана стройплощадки

Интересно то, что многие из вышеперечисленных функций уже существуют на разных программных платформах, некоторые из которых включают в себя обработку данных с помощью искусственного интеллекта. Но им не хватает автономности. Например, платформы Smartvid.io и Autodesk BIM 360. Сначала анализируются данные о безопасности площадки по фотографиям, а затем синхронизируются с BIM 360 для замечаний и исправлений. Spot мог бы осуществлять мониторинг для этих платформ. В потенциале можно использовать данные BIM модели для навигации Spot'а.

Возможно, будущее подобных роботов не за горами. Дроны часто воспринимаются как навязчивые, шумные, имеют проблемы с безопасностью, и большинство из них не могут попасть в закрытые помещения. Может, новые четвероногие «сотрудники» станут правильным решением?

Boston Dynamics

Основатель Boston Dynamics Марк Райберт объявил в июле, что видит использование SpotMini в четырех отраслях: строительство, доставка, безопасность и помощь на дому.

На протяжении своей истории Boston Dynamics мало думала о потребительских рынках. Вначале она заключала контракты с проектами для Агентства перспективных исследований в области обороны, а затем была приобретена полусекретным подразделением продвинутых продуктов Google X.

Компании, которая вышла из Массачусетского технологического института в 1992 году, а затем сидела на выгодных военных контрактах, раньше не приходило в голову думать о массовом производстве или продаже напрямую гражданским компаниям, но теперь это не за горами: Softbank Robotics, японская мегафирма, купила Boston Dynamics у Google в июне 2017 года.

«Интеллектуальная робототехника станет ключевым фактором следующего этапа информационной революции, а Марк (Райберт) и его команда в Boston Dynamics – явные технологические лидеры в продвинутых динамических роботах», – сказал председатель SoftBank Group Масаёси Сон в заявлении о покупке.

Raibert и SpotMini на TED 2017

«Мы создали десять роботов SpotMini вручную; создадим 100 штук на производствах к концу этого года, а в конце 2019 года мы начнем производство в количестве около 1000 единиц в год», – сказал Райберт.

Ещё больше роботов

Роботы на пути к тому, чтобы стать ценными членами строительных команд. SpotMini является одним из нескольких роботов Boston Dynamics. Робот-гуманоид Atlas не так близок к рынку, как SpotMini, – еще не ясно, будет ли компания продавать Atlas, но робот может управлять всем телом с отличной координацией движения рук, торса и ног. Он также обладает исключительной балансирующей способностью при выполнении задач, которые, по словам компании, позволят «работать с большими объемами, занимая очень малую площадь».

Недавно в Японском промышленном научно-технологическом институте (AIST) был создан человекоподобный робот, HRP-5P, который, сочетая распознавание окружающей среды, объектов и тщательное планирование движения, может самостоятельно монтировать гипсокартон. Несмотря на то что он не такой гибкий, как человек, он компенсирует это наличием многочисленных суставов, которые могут сгибаться под разными углами, умением предотвращать соскальзывания и более широким полем зрения. Исследовательская группа надеется сотрудничать с частными компаниями, которые будут рассматривать робота как платформу для своих разработок, чтобы в конечном итоге преодолеть «нехватку персонала», с которой сталкивается Япония.

AIST HRP-5P

Autodesk также надеется продвинуть строительную робототехнику через свой BrickBot, робот, который использует искусственный интеллект для выполнения сложных сборочных задач. Он все еще находится на стадии тестирования и возводит конструкции из кубиков Lego, но разработчики надеются, что его можно будет применять на заводах и стройках.

Autodesk BrickBot

Ближе к строительным процессам находятся укладчик арматуры Tybot и полуавтоматический робот-каменщик SAM и различные роботизированные устройства, предназначенные для дополнения человеческого труда.

Робот-каменщик SAM от Construction Robotics

Западная промышленность созрела для возможной автоматизации

Ассоциация генеральных подрядчиков Америки и Autodesk недавно опубликовали опрос более 2500 специалистов по строительству, из которых 80% указали, что им трудно заполнять почасовые вакансии. 81% строительных фирм заявили, что ожидают усугубления ситуации с поиском работников ручного труда.

Недостаток рабочей силы заставляет компании увеличивать зарплату, пособия и затраты на обучение, чтобы привлечь больше работников. Почти половина фирм, прошедших опрос, указали, что им требуется больше времени для завершения проектов и что их цены выше из-за более высоких, чем ожидалось, издержек.

Ожидается, что к 2050 году население мира достигнет 9,7 миллиардов. Согласно аналитике Autodesk до 13 000 новых зданий должны строиться ежедневно для удовлетворения потребностей растущего населения. Технологии могут стать одним из способов решения проблемы нехватки рабочей силы и содействовать строительству необходимого количества зданий.

Robot Twerk

Для тех, кто дочитал до конца