Istraživači razvijaju rojeve robota koji bi mogli sastavljati objekte bez ljudskih radnika

Projekti SCALAR i COBRAS istraživat će kako timovi robota i građevinskih mašina mogu sastavljati objekte uz manje ljudske intervencije, istovremeno podržavajući održivije metode gradnje.

Oba projekta dobila su finansiranje kroz izazov EIC Pathfinder Challenge Evropskog vijeća za inovacije, pri čemu je svaki dobio približno četiri miliona eura. Projekte koji će trajati tri godine i koji bi trebali bi početi u novembru 2026. godine, koordinira univerzitetski Institut za računarski dizajn i gradnju (ICD).

Istraživanje se fokusira na dva različita pristupa robotskoj gradnji: autonomne mašine koje sastavljaju prefabrikovane drvene module i rojeve manjih robota koji grade lagane konstrukcije za višekratnu upotrebu.

Cilj projekta SCALAR je unaprijediti modularnu gradnju od drveta, pri kojoj se građevinske komponente proizvode izvan gradilišta, a zatim sastavljaju na samom gradilištu. Ovakav pristup može skratiti vrijeme gradnje na lokaciji, dok drvo predstavlja obnovljivu alternativu nekim konvencionalnim građevinskim materijalima.

Prema Univerzitetu u Stuttgartu, SCALAR će razviti sistem drvene gradnje s univerzalnim spojevima i digitalnim procesima projektovanja, zajedno s robotskom platformom koja može raditi na više nivoa i autonomno sastavljati drvene module.

Sistem će podijeliti građevinske zadatke između različitih mašina, prerađene dizalice transportovat će komponente i grubo ih pozicionirati, dok će mobilni roboti obavljati preciznije radove na sklapanju. Prije početka gradnje, istraživači planiraju simulirati proces sklapanja u virtuelnom okruženju. Digitalni sistem upravljanja zatim će koordinirati operacije u realnom vremenu i pomoći u održavanju sigurnosti na gradilištu.

Razvoj senzora koji mogu pouzdano funkcionisati u uslovima prašine, prljavštine i otežanog osvjetljenja na gradilištima također će biti važan dio projekta. SCALAR je namijenjen za nove objekte i projekte obnove postojećih građevina. U projektu učestvuje i Institut za dinamiku sistema Univerziteta u Stuttgartu, zajedno s Austrijskim tehnološkim institutom te proizvođačima dizalica Liebherr i Jekko.

Dok je SCALAR fokusiran na koordinaciju različitih vrsta građevinskih mašina, COBRAS će istraživati kako timovi identičnih mobilnih robota na električni pogon mogu sastavljati prostorne rešetkaste konstrukcije.

Prostorne rešetkaste konstrukcije koriste međusobno povezane komponente za stvaranje laganih konstrukcija koje mogu premostiti velike površine uz relativno malu količinu materijala. Njihov modularni dizajn također može omogućiti rastavljanje i ponovnu upotrebu komponenti. Međutim, sklapanje velikog broja pojedinačnih dijelova može zahtijevati mnogo radne snage, što ograničava njihovu širu primjenu.

Cilj projekta COBRAS je riješiti ovaj izazov korištenjem rojevske inteligencije. Umjesto oslanjanja na centralni kontroler koji usmjerava svakog robota, mašine će autonomno i dinamički koordinirati svoje aktivnosti kao grupa.

Korištenje identičnih robota moglo bi olakšati povećavanje obima sistema, a građevinske ekipe mogle bi dodavati ili uklanjati robote u skladu s veličinom projekta. Ako jednoj mašini bude potrebno održavanje, preostali roboti mogli bi nastaviti raditi, umjesto da se cijeli proces sklapanja zaustavi.

Projekt će također koristiti metode digitalnog projektovanja kako bi se smanjila potrošnja materijala uz istovremeno poboljšanje konstrukcijskih performansi. Istraživači planiraju razviti modularne komponente posebno prilagođene robotskom sklapanju i rastavljanju, što bi omogućilo da se konstrukcije rastave, ponovo koriste i prilagode različitim lokacijama ili zahtjevima.

U projektu COBRAS učestvuju Institut za konstrukcije i konstrukcijsko projektovanje Univerziteta u Stuttgartu, Reconfigurable Robotics Lab pri EPFL-u u Švicarskoj te istraživački laboratorij za umjetnu inteligenciju IRIDIA pri Slobodnom univerzitetu u Briselu.

Oba projekta odražavaju pristup Univerziteta u Stuttgartu koji podrazumijeva kombinovanje arhitekture, inženjerstva, materijala, digitalnog planiranja i robotike, umjesto posmatranja automatizacije kao zasebne tehnologije. Istraživači očekuju da će ovaj integrisani pristup poboljšati produktivnost u građevinarstvu, uz istovremeno efikasnije korištenje resursa i podršku kružnim praksama u gradnji.

Međutim, SCALAR i COBRAS su i dalje istraživački projekti, a njihovi autonomni sistemi tek trebaju biti razvijeni i testirani. Njihovi planirani trogodišnji programi istražit će mogu li koordinirane građevinske mašine i prilagodljivi rojevi robota učiniti složene procese sklapanja efikasnijim, uz istovremeno omogućavanje ponovne upotrebe građevinskih komponenti umjesto njihovog bacanja.