Robotiskt system kan påskynda byggnation

Ett nytt konstruktionsrobotiskt system utvecklat av ingenjörer vid Purdue University kan hjälpa byggbolag att skapa byggnader snabbare. Systemet bygger på en innovativ mekanisk design och datorseende-teknologi.

Jiansong Zhang är biträdande professor i konstruktionsledningsteknik vid Purdue Polytechnic Institute.

“Vårt arbete hjälper till att lösa arbetskraftsbristen inom byggindustrin genom att automatisera viktiga byggnadsoperationer”, sa Zhang. “På en byggarbetsplats finns många okända faktorer som en byggnadsrobot måste kunna hantera effektivt. Detta kräver avanceradare sensor- och resonemangsteknologier än de som vanligtvis används i en tillverkningsmiljö.”

Systemets design

En av de stora fördelarna med det nydesignade systemet är att det begränsar mängden utrustning som krävs för vissa uppgifter. Till exempel innebär den anpassade och effektordesignen att samma arm kan både placera och fästa material, snarare än att de två uppgifterna måste vara separata.

Genom användning av datorseendealgoritmer som specifikt utformats för detta konstruktionsrobotiska system kan det känna igen byggnadselement. Ingenjörer kan sedan ta byggnadsinformationsmodellering (BIM)-data i olika miljöer och matcha den till byggnadselementen.

Denna process möjliggör för experter att identifiera hinder och säkerhetsrisker medan systemet är i drift.

“Genom att basera sensorn för vår robotarm kring datorseende-teknologi, snarare än mer begränsade och dyra sensorsystem, har vi möjlighet att slutföra många sensortyper med en enda överkomlig sensor”, sa Zhang. “Detta möjliggör för oss att implementera ett mer robust och flexibelt system till en lägre kostnad.”

Robotik i byggnation

Den nya utvecklingen har stora implikationer för byggindustrin, eftersom sektorn ser en mycket mindre automatisering än andra. Den bygger fortfarande i stor utsträckning på intensivt arbete, vilket är sant inom kommersiell byggnation, rivning och renovering.

Trots denna tunga beroende av manuellt arbete kommer industrin att revolutioneras av AI och robotik. Teknologin utvecklas, med utvecklingar som den från Purdue University som spelar en nyckelroll.

En av de största barriärerna för AI och robotik inom denna industri är att robotar ofta kräver en kontrollerad miljö. Detta är inte fallet för byggarbetsplatser, som ofta är sporadiska och okontrollerade, och förändras i realtid. När begränsningar som dessa övervinns kommer det att finnas en ökad användning av robotik inom denna sektor, eftersom de är mycket produktiva och kan konstruera byggnader mycket mer effektivt.

Vid Purdue University hjälpte undergraduate-forskare till med utvecklingen av systemet i Zhangs Automation och Intelligent Construction (AutoIC) Lab. Det demonstrerades vid OCT:s 2021 Technology Showcase: The State of Innovation.