Автоматизация строительной сферы допускает объединение в разной степени многих современных технологий. Новые веяния — реальное продвижение для стройки в целом. Совершим виртуальное «путешествие» в область, где сооружаются объекты инфраструктуры. Посмотрим, как современная автоматизация стройки помогает достигать совершенно иных возможностей.
СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :
Концепция автоматизации дистанционным управлением строительства
Специалисты-дизайнеры современной строительной сферы уже успели познакомиться с целым рядом развивающихся технологий, коими обеспечивается автоматизация стройки, например:
- виртуальной (дополненной) реальностью (VR / AR),
- искусственным интеллектом (AI),
- интернетом вещей (IoT),
- информационным моделированием зданий (BIM),
- робототехникой.
Строительный мир автоматизации, — реальность, которая представляет собой управление машиной или системой с физического расстояния.
Концепция автоматизации стройки дистанционным управлением не является чем-то новым, но достижения в области виртуальной реальности и коммуникационных технологий делают дистанционную совместимость более изощрённой и вместе с тем обыденной.
Одной из конечных целей автоматизации на стройке является эффект присутствия оператора, обычно применяемый для описания видеоконференций, пассивного аудиовизуального опыта.
Между тем, эта же технология достаточно часто касается и удалённых манипуляций. Дистанционно управляемая робототехника (Telerobotics) относится конкретно к удалённой работе полу-автономных роботов. Все эти подходы автоматизации строительства включают в себя интерфейс «человек-машина» (HMI – Human Machine Interface).
Этот интерфейс содержит «аппаратное и программное обеспечение, позволяющее преобразовывать вводимые пользователем данные в виде сигналов для автоматизации.
Введённые сигналы, в свою очередь, обеспечивают требуемый результат строительства для пользователя. Таким образом, достижения в области технологии HMI представляют значительные потенциальные преобразования в плане проектирования, и автоматизации строительства зданий.
Демонстрация точности автоматизации строительства
Конкретный пример: исследователи университета Тасмании (Австралия) объединившись с местным застройщиком, продемонстрировали автоматизацию точности строительства геометрически сложной кирпичной стены.
Для работы использовалось «Fologram», — приложение, позволяющее пользователям видеть информацию трёхмерного моделирования на основе CAD.
Информация накладывалась на фактический вид стороны проекта, каменщики устанавливали начальные кирпичики, чтобы обеспечить дальнейшую автоматизацию цифрового строительства. В противном случае задача потребовала бы постоянного измерения поля и проверки строительства.
Выстроенная стена визуально похожа на роботизированные панели исследовательской группы «ETH Zurich». В этом случае, однако, каменщик занимает место робота, расширяя опыт строительства машин, наделённых компьютерным зрением.
Тем не менее, инструмент «Fologram» обещает сделать процессы автоматизации строительства в будущем именно под руководством робота.
Необходимость присутствия оператора удалённо
Обстоятельства строительства, при которых необходим удалённый оператор, требуют технологий дистанционно управляемой робототехники. Например, технологии от Лаборатории информатики и искусственного интеллекта MIT (Массачусетский технологический институт).
Связав платформу VR / AR и роботизированную руку, исследователи MIT сделали возможным для людей управление роботизированными действиями строительства в режиме реального времени.
Правда, учитывая, что скорости сети не всегда идеальны для AR, учёным пришлось выбирать между двумя недостаточно оптимальными подходами автоматизации:
- Прямой модельный подход сочетает в себе взгляд пользователя и робота. Этот метод является энергичным, но сетевые лаги способны вызывать головокружение (тошноту) у пользователя.
- Второй подход, — киберфизическая модель, визуализирует виртуальную копию робота и роботизированной среды, подобную виртуальной реальности, где физическая реальность остаётся невидимой.
Исследовательская группа «CSAIL» решила разработать гибрид этих двух стратегий автоматизации, объединяя оба вида таким образом, чтобы свести к минимуму головокружение и позволить пользователям калибровать виртуальные и реальные перспективы строительства.
Согласно выпущенному пресс-релизу MIT:
Система имитирует гомункулярную модель ума — идею о том, что в мозге человека находится некто, который контролирует все действия, просматривает изображения и вводит человека в чувство понимания.
В случае с роботом, пользователь-человек фактически становится гомункулом (существом, полученным искусственным путём).
Ускорение автоматизации роботизированным контролем
Токийская компания «SE4» смогла создать подобную систему дистанционно управляемой робототехники, преодолевающей отставание сети с помощью искусственного интеллекта. Благодаря этому, удалось ускорить автоматизацию роботизированным контролем.
Сочетая виртуальное и компьютерное зрение с искусственным интеллектом и робототехникой, система семантического управления «SE4» способна предвидеть выбор пользователя в зависимости от среды робота.
Японские учёные создали основу для физического понимания мира вокруг машин. Обладая пониманием семантического стиля, робот в окружающей среде может использовать собственные датчики, интерпретировать инструкции человека с помощью виртуальной реальности.
Разработанная для строительства, система способна предвидеть потенциальные столкновения между физическими объектами или между объектами и площадкой.
Кроме того, системой обеспечивается точная автоматизация перемещения объектов на место. Семантическое управление также допускает включение в процессы строительства совместных роботов – так называемых «котов».
Благодаря автоматизации «Semantic Control» создаётся экосистема, где роботы получают способность координировать действия строительства. В результате человек лишь поясняет, что необходимо делать, а робот уже решает — как делать.
Освобождение машин от полного контроля людьми
Придёт время, когда машины на строительстве зданий попросту освободятся от людей. Несмотря на серьёзные проблемы, с которыми сталкиваются производители робототехники, способной обеспечить автоматизацию с мобильностью и маневренностью человеческого тела, компания «BostonDynamics» (Уолтем, штат Массачусетс), добилась впечатляющих успехов.
Созданный инженерами компании на основе 3D-печатных компонентов человекоподобный робот «Atlas», использует компактную гидравлическую систему на 28 независимых соединений. Робот способен передвигаться на скорости 1,5 м в секунду.
Ссылаясь на впечатляющий подвиг «BostonDynamics», научные сотрудники университета Миннесоты утверждают, что наступит день, когда роботы смогут свободно перемещаться и применять искусственный интеллект на строительстве.
Машины научатся различать условия реального мира и без вмешательства людей смогут принимать решения по автоматизации в реальном времени. Таким образом, будущие рабочие места, скорее всего, будут занимать не только люди, но также гуманоиды.
И тем и другим придётся работать вместе. Строительные роботы, скорее всего, приобретут полностью автономный статус. В крайнем случае, роботом работником будет управлять человек, находящийся на удалении вне строительной площадки.
Автоматизация стройки — видео предупреждение работнику человеку
Демонстрация видео ниже заставляет задуматься относительно будущего для человека. Машины уверенно приближаются в плане сопоставления с возможностями людей. Роботы всё сильнее напоминают о том, на что способны. Людям чаще придётся испытывать ощущения потери рабочих мест:
Впрочем, это, наверное, призвание людей – превзойти самих себя. Другой вопрос – чего следует ждать от полученного превосходства? Беззаботной жизни или полного подчинения роботам?
При помощи информации: ArchitectMagazine