Anton Glance, perustaja ja CTO, Buildroid AI – Haastattelusarja

Anton Glance, Buildroid AI:n perustaja ja CTO, on yli 10 vuoden kokemuksen omaava asiantuntija tekoälystä, robottiikasta, automaatiosta ja tietokoneavusteisesta näkemisestä. Anton johti kahden korkean automaatioasteen esivalmistelutehtaan lanseerausta Mighty Buildingsissa.

Yhdessä Slava Solonitsynin, Buildroid AI:n perustajan ja toimitusjohtajan, kanssa he johtavat yli 12 vuoden kokemuksen omaavaa tiimiä, joka on erikoistunut robottiikkaan, koneoppimiseen, digitaaliseen arkkitehtuuriin ja innovatiivisiin rakennusteknologioihin.

Buildroid AI on kehittämässä simulaatio-ensin-alustaa, joka yhdistää rakennuksen tiedon mallit tekoälyohjattuihin digitaalisiin kaksoiskappaleisiin, jotta voidaan automatisoida rakennustyöt koordinoimalla useita roboteja yhtenäisen työryhmänä. Yritys on osoittanut BIM-to-BUILD -lohkokäsittelyjärjestelmän ja laajentaa kaupallisiin käyttöönottoihin, jotka suoristavat työvoimavaltaisia tehtäviä. Varmistamalla robotin työvirrat simulaatiossa ennen kuin ne pääsevät työmaalle, Buildroid AI pyrkii parantamaan tuottavuutta, vähentämään kustannuksia ja luomaan skaalautuvan perustan automaatiolle useissa rakennusaloissa.

Olit aiemmin rakentanut Mighty Buildingsin yhdeksi parhaiten rahoitetuista ja näkyvimmistä contech-startup-yhtiöistä, toimittamalla yli 50 automaattisesti valmistettua 3D-tulostettua kotia. Mitkä aukot tai tehokkuusongelmat havainnoit sinä tuona aikana, jotka lopulta vakuuttivat sinut perustamaan Buildroid AI:n ja pyrkimään robottiikkaan perustuvaan lähestymistapaan rakennustuottavuuden parantamiseksi?

Mighty Buildingsissa seurasimme esivalmistelumallia, ja törmäsimmä markkinoiden rakenteellisiin esteisiin. Esivalmistelun hyväksyntä Yhdysvalloissa on edelleen alle 6 %, ja uuden 3D-tulostusmateriaalin käyttöönotto vaati kolme vuotta vaatimustenmukaisuustyötä rakenteellisten, palo- ja akustisten standardien osalta. Koska esivalmistelu sisältää koko tehtaan ylityskustannukset – laitteet, työvoima, tila – yhdistettynä massatuotantoon sopimattoman materiaalin kanssa, tuotteemme päättyi noin 20 % kalliimmaksi kuin mitä markkina hyväksyi. Rakennusala toimii erittäin tiukilla marginaaleilla, joten kustannuslisät tappavat hyväksynnän.

Buildroidissa valitsimme vastakkaisen tien: ei uusia materiaaleja, ei uusia suunnitteluja, ei muutoksia koodiin. Integroidymme suoraan olemassa oleviin työnkulkuun ja annamme robotien hoitaa toistuvat, työvoimavaltaiset tehtävät – poistamalla alan kitkaa sen sijaan, että lisäisimme sitä.

Miten simulaatio-ensin-mallisi, joka käyttää digitaalisia kaksoiskappaleita ja BIM (Rakennuksen tiedon mallintamista), muuttaa sitä, miten rakennustyöryhmät testaavat, validoi ja optimoivat robotti-työnkulkuja ennen kuin ne pääsevät työmaalle?

BIM määrittää, mitä rakennus on; se ei kerro, miten sitä rakennetaan. Jopa 4D-BIM lisää vain järjestyksen, ei todellista rakennettavuutta. BIM-to-BUILD -simulaatioympäristömme antaa tiimille mahdollisuuden suorittaa koko rakennusprosessi virtuaalisesti fyysisesti tarkassa digitaalisessa kaksoiskappaleessa – materiaalit, koneet ja työmaan rajoitukset käyttäytyvät kuin oikea maailma.

Sidosryhmät voivat testata satoja skenaarioita, validoida rakennettavuuden, mitata tuottavuutta ja optimoida työnkulkuja ennen kuin ne pääsevät työmaalle. Yksilöllinen osa: simulaatio tuottaa vahvistetut, valmiit robotti-suoritukset, jotka sulkevat kuilun digitaalisen suunnittelun ja automaattisen fyysisen rakennuksen välillä.

Miten saat aikaan luotettavan koordinoinnin yli 40 erilaisen robotin välillä ja ylläpidät joustavuuden urakoitsijoille?

Aiempi suunnittelija on ytimessä, yhdistäen HTN (Hierarkkiset tehtäverkostot) korkean tason järjestykseen ja käyttäytymisen puut sekä matalan tason tehtävän suorittamiseen. Robotit toimivat kykyjen perustein – esim. lohkokäsittelyrobotti “tietää”, että se voi asettaa lohkareita, mutta ei soveltaa laastia.

Suunnittelija optimoi tehtävänjakoa, välttää työmaan pullonkauloja (kuten esteiden esto), tasapainottaa työkuormia useiden robotien välillä ja synchronoi tukiyksiköitä, kuten materiaalinkäsittelyroboteja. Tuloksena on koordinoidtu, itseään säätävä robotti-ryhmä, joka käyttäytyy kuin hyvin orkesteroitu ihmisryhmä.

Buildroid korostaa tuottavuuden parantamista jopa 10-kertaisesti (6-kertaisesti) ja kustannussäästöjä jopa 4-kertaisesti (3-kertaisesti). Mitkä varhaiset case-tutkimukset tai tekniset vertailuarvot osoittavat parhaiten, miten nämä tulokset saavutetaan?

Kolmessa koepilottiprojektissa – kaupallisissa, asuin- ja tietokeskuksissa – havaittiin:

• 6-kertainen tuottavuus: muurari + avustaja tuottaa tyypillisesti 4-5 m² / päivä lohkokäsittelyä; robotin kanssa tuotanto nousee noin 30 m² / päivään.

• 3-kertainen kustannustehokkuus: tehtävät, jotka vaativat 12 työntekijää rakentamaan 30 m² / päivä, voidaan suorittaa 2 työntekijän ja yhden robotin avulla käyttämällä alustaa.

Nämä tulokset saavutettiin ennen useiden robotien työnkulun käyttöönottoa; kun laivueet koordinoitiin yhden operaattorin toimesta, koko projektin kesto laski merkittävästi.

Mihin kriteereihin perustuen määrittelet, mitkä rakennustyönkulut ovat parhaiten soveltuvia monirobotti-automaatiolle seuraavaksi?

Priorisoimme työnkulkuja, joissa on (1) vakavia työvoimapulaa, (2) toistuvia manuaalisia jännityksiä ja (3) selvää tehtävänjakoa monirobotti-yhteistyölle.

Dubaihin, jossa lanseerasimme, jokainen jakomuuri painaa noin 30 kg (66 lb) ja muurauksen kysyntä ylittää olennaisesti saatavissa olevan ammattitaitoisen työvoiman. Yksi suuri urakoitsija kertoi meille, että heidän tarvitsisi palkata ja kouluttaa 6 000 muuraria ensi vuonna vain työkuormansa täyttämiseksi.

Lohkokäsittely hajoaa luonnostaan alitehtäviin – materiaalitoimitus, laastin soveltaminen, kohdistus, vahvistus – mikä tekee siitä ihanteellisen erikoistuneille roboteille, jotka työskentelevät yhdessä.

Seuraavaksi meillä on putkien viimeistely, joka on lohkokäsittelyn jatke, yhteistyössä johtavan robotti-valmistajan kanssa.

Mitä suurimpia sääntely-, turvallisuus- ja operatiivisia esteitä odotat Yhdysvaltain markkinoilla, ja miten simulaatio-ensin-lähestymistapa auttaa lieventämään niitä?

OSHA vaatii robotien osoittamaan turvallisen ihmisen ja robotin vuorovaikutuksen jopa koepilottikäyttöön. Sertifiointi kestää tyypillisesti yli 3 kuukautta ja on kalliita startup-yrityksille, jotka tarvitsevat nopeaa iterointia.

Töitämme UL:n kanssa simulaatio-ensin-turvallisuussääntökehys. Osoittamalla, että digitaalinen kaksoiskappaleemme vastaa todellista suoritusta, voimme validoida reunatilanteita, törmäyskuvioita ja hätätilanteita virtuaalisesti – mikä vähentää tarvetta pitkille laboratoriotesteille ja kiihdyttää sääntelyaikatauluja.

Miten näet monirobotti-työnkulun kehittyvän monimutkaisilla rakennustyömailla, kun tekoälyorkestraatio tulee aikanaan yhä kypsymään?

Odotamme, että rakennustyömaat siirtyvät täysin robotisoituihin työryhmiin, joissa ihmiset ovat valvontatehtävissä. Yksittäinen operaattori valvoo robotti-laivueita AI-orkestraatioplatformimme kautta, joka koordinoi tehtäviä reaaliajassa digitaalisen kaksoiskappaleen avulla. Robotit hoitavat tuotannon; ihmiset hoitavat valvontaa ja poikkeuksenhallintaa.

Mitkä tekoälyn päätöksenteon ja työnkulun optimoinnin läpimurrot ovat kriittisiä luotettavan, autonomisen työmaa-suorituksen mahdollistamiseksi?

Seuraava etappi on monirobotti-fyysinen tekoäly – robotit, jotka tekevät paikallisia päätöksiä yhteistyössä järjestelmänä. Tämä vaatii edistystä:

• hajautettu suunnittelu ja koordinointi

• luotettava havainnointi rakennustyömaan olosuhteissa

• sopeutuva tehtävänjako muuttuvissa ympäristöissä

Nämä kyvyt avaavat luotettavan, puoli-automaattisen tai täysin autonomisen toiminnan.

Kun olet toistuva contech-perustaja, mitä puolia rakennusteknologian omaksumisesta luulet, että alan johtajat yhä väärin ymmärtävät, ja miten Buildroid vastaa näihin väärinkäsityksiin?

Monet startup-yhtiöt yrittävät muuttaa materiaaleja, prosessia tai itse rakennusjärjestelmää – juuri niitä alueita, joilla rakennusala on vähiten joustava. Ala rakentaa edelleen tänään paljon samalla tavalla kuin sata vuotta sitten, ja perusmenetelmien muuttaminen kestää vuosia sääntely-, toimitusketju- ja kulttuurimuutoksia.

Buildroid välttää tämän kitkan. Parannamme tuottavuutta muuttamatta materiaaleja tai suunnitteluja, keskittyen pelkästään siihen, miten olemassa olevat materiaalit asennetaan.

Ennustatko Buildroidin kehittyvän ekosysteemialustaksi, jolle kolmannet osapuolet voivat rakentaa roboteilla ja urakoitsijoiden kanssa, luoden yhdenmukaisen toimintakerroksen rakennusrobottiikalle kansallisesti?

Absoluuttisesti – se on pitkän aikavälin visio. Mutta ensin meidän on osoitettava loppuun saakka erinomainen suorituskyky yhdessä korkean arvon työnkulussa: seinänrakennus. Kun tämä suunnitelma on valmis, laajentuminen kolmansien osapuolien roboteille ja lisääntyneisiin työnkulkuun tulee luonnolliseksi ekosysteemin evoluutioksi.