Роботизированная строительная машина может использовать цифровое 3D-картографирование и искусственный интеллект, чтобы определить наилучшее расположение каждого камня в стене, без инструкций со стороны человека.
Автономный робот с большим захватом может превратить груду валунов в огромные каменные стены без использования раствора – он самостоятельно учится размещать каждый камень неправильной формы в качестве следующего строительного блока.
Роботизированный экскаватор возвел каменную стену высотой 6 метров и длиной 65 метров в общественном парке на окраине Цюриха, Швейцария. Он также использовал большую лопату для автономного создания ландшафта парка в виде террас.
“Это первая работа с применением такого роботизированного экскаватора для крупномасштабного строительства постоянных стен из сухого камня”, - говорит Райан Люк Джонс из ETH Zürich в Швейцарии.
Джонс и его коллеги оснастили робота лидаром, который использует лазеры для измерения расстояний, чтобы он мог создавать собственную 3D-карту строительной площадки. Они также обучили несколько моделей искусственного интеллекта, чтобы помочь роботу определить наилучший способ захвата и размещения отдельных камней.
Как только робот узнает местоположение каждого крупного камня на основе цифровой карты, он берет камень, сканирует его в цифровом формате и определяет его вес, чтобы лучше понять, как он может вписаться в будущую стену.
После этого процесса сканирования робот может размещать по одному каменному строительному блоку каждые 12 минут. Это все равно на 10% медленнее, чем у опытных операторов-людей, у которых средняя скорость укладки камня составляет 11 минут. Но для ручного строительства требуются дополнительные рабочие, которые наносят визуальные маркеры, такие как краска и бечевка, в качестве ориентиров для оператора.
Возведение стен без раствора также обычно требует, чтобы пешие рабочие использовали лопаты или свои руки для добавления опорных камней, гравия и грязи. Для сравнения, цифровое картографирование робота и анализ на базе искусственного интеллекта позволяют ему большую часть времени размещать камни практически идеально, со средней погрешностью определения местоположения всего в одну десятую метра, хотя его 82-процентный показатель успеха при захвате камней иногда приводил к последующим попыткам захвата.
Человек по-прежнему контролировал робота, и человек водил его между точками на активной строительной площадке по соображениям безопасности, когда он работал рядом с рабочими-людьми и другими машинами. Но исследователи стремятся выяснить, как робот может работать полностью автономно и безопасно рядом с другими.