توسعه پرشتاب صنعت رباتیک و هوش مصنوعی نوید بخش دوران نوینی است که می تواند تغییرات شگرفی در شیوه زندگی ما ایجاد کند. از خانه های هوشمند تا خودروهای خودران، کاربردهای هوش مصنوعی و رباتیک در صنعت ساختمان عملا بی انتها هستند. در این مقاله نگاهی گذرا بر نقش ربات ها و هوش مصنوعی در صنعت ساختمان می اندازیم. با کافه ساختمان همراه باشید.
صنعت ساختمان همچون دیگر حوزه های صنعت به هیچ عنوان از ترکش تحولات چشمگیر فن آوری مصون نمانده است. در حقیقت، ما در دوران هیجان انگیزی زندگی می کنیم چرا که در صنعت ما (ساختمان) شمار بالایی از شرکت ها و گروههای پیشتاز برای توسعه فن آوری رباتیک و هوش مصنوعی با هدف جایگزین کردن انسان با ربات ها در موقعیت های سخت و خطرناک و یا فعالیت های پرتکرار ساختمانی هستند که نتیجه آن بهبود کیفیت، کارآیی و عملکرد است.
تفاوت ربات و ماشین
پیش از هر چیز باید خاطر نشان کرد که بین ماشین و ربات تفاوت هایی وجود دارد. همه ربات ها ماشین هستند ولی همه ماشین ها ربات نیستند. چیزی که یک ربات را از یک ماشین متمایز می کند قابلیت آن برای برنامه ریزی شدن برای انجام کارهای پیچیده و انجام عملیات به صورت خودکار (یا دست کم نیمه خودکار) است. بنابراین، یک لباس مجهز به ابزارهای رباتی که توسط یک کارگر پوشیده شده است می تواند به عنوان یک ربات لحاظ شود، ولی فرآیند همچنان توسط یک کارور انسانی هدایت و انجام می شود. همین مساله در مورد پهپادها نیز صادق است و اگرچه می توانند یک سری از کارها را بر عهده بگیرند، در حال حاضر اغلب پهپادها با کنترل از راه دور حرکت می کنند و هنوز برای اجرای کارها بدون دخالت انسان ناتوان هستند.
به طور کلی انواع ربات های حاضر در صنعت ساختمان را می توان به چند دسته تقسیم بندی کرد.
الف- ربات های درجا: که تنها یک بازوی مکانیکی هستند که خود شامل ثابت و متحرک می باشند.
- بازوهای مکانیکی ثابت
- ربات های خط تولید
- بازوهای مکانیکی متحرک
- ربات آجرچین
- ربات اتصال میلگردها
- چاپگرهای سه بعدی
ب- ربات های متحرک دسته دیگر ربات های ساختمانی هستند که دارای حسگرهای تشخیص موانع و دوربین های سنجش لیزر نوری (لایدار) هستند وبه صورت زیر تقسیم بندی می شوند:
- ربات های پایشگر گردش کننده در سایت (Rover)
- ربات های کارگر و باربر
پ- ماشین های خودران: که شامل انواع لودرها و بولدوزرهای سنگین و سبک خودران می باشند.
در ادامه هر یک از این نوع ربات ها مورد بحث قرار می گیرد.
بازوهای مکانیکی ثابت و متحرک
به احتمال زیاد در حال حاضر، فراوانترین نوع ربات های ساختمانی بازوی مکانیکی است که در دو نسخه بی حرکت/ ایستا و متحرک کاربرد گسترده ای در صنعت داشته و برای سالها در کارخانجات و در انواع خط تولیدها مشغول بوده اند. نسخه های قابل حمل اینها نیز برای استفاده در سایت های ساختمانی برای اجرای وظایف گوناگون، در حال توسعه هستند. با داشتن قابلیت برنامه ریزی شدن، این ربات ها توانایی اجرای کارهای جانفرسا و تکراری همچون جابجا کردن مصالح، دیوارچینی، اتصال میلگردها، و حتی چاپ ساختارهای سه بعدی را دارا هستند. این ربات ها تاثیرات شگرفی بر صنعت گذاشته و به کاهش چشمگیر حوادث کمک نموده و بهره وری را تا حد بالایی بهبود می بخشند.
ربات اتصال میلگرد
یکی از مثالهای بارز در این زمینه شرکت رباتیک چارچوب اودیکو (Odico Framework Robotics) است که رباتی را ساخته که می تواند با برشهای مفتولهای داغ قالب های انحنادار بتن بسازد. حال آنکه در روش های سنتی این فعالیت بسیار وقت گیر و پرهزینه بود. امروزه این ربات ها می توانند برای ساخت قالب های پیچیده با دقتی بالاتر از انسان و زمان بسیار کمتر برنامه ریزی شوند و امکان اجرای طراحی های پیچیده و سنگین را فراهم کرده و آنها را به واقعیت نزدیک کنند.
مثال دیگر، ربات تای بات (Tybot) است که توسط شرکت ربات های ساختمانی پیشرفته (ACR) ساخته شده و برای اتصال و بستن میلگردها در پروژه ساخت یک پل در پنسیلوانیا به طور آزمایشی به کار گرفته شد که این یکی از نخستین نمونه های واقعی از بکارگیری ربات ها در یک سایت ساختمانی واقعی است.
ربات های آجرچین
از جمله این ربات ها می توان به SAM100 اشاره کرد که توسط شرکت Construction Robotics ساخته شده و طبق ادعای سازنده، نخستین ربات آجرچین دنیا است. همچنین ربات هادریان ایکس که توسط شرکت ربات سازی Fast Brick ساهته شده می تواند آجرها را به صورت سه بعدی چاپ کرده و آنها را روی هم بچیند و ساختار کلی ساختمان بزرگ یک کاخ سنتی را در تنها دو روز بسازند.
چاپگر سه بعدی ساختمان
این ربات ها که ظهورشان بارقه امید را در دل بسیاری از مردمان سراسر جهان برای خانه دار شدن زنده کرده است با سرعت شگفت انگیز و باورنکردنی می تواند ساختار کلی سازه را در مدت زمان کم تکمیل کنند. در این ربات ها یک بازوی روبوتیک چاپگر سه بعدی را با استفاده از انواع دستورات برنامه ریزی شده هدایت می کند. انواع مختلفی از چاپگرهای سه بعدی خانه ارایه شده است که در مقاله فن آوری خانه سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته اند.
ربات های متحرک
ربات های پایشگر سایت ساختمانی
ربات های پایشگر برای بررسی روند تغییرات و پیشرفت پروژه های ساختمانی اهمیت بسیاری پیدا کرده اند. به ویژه با وجود پیشرفت فن آوری های مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) که قابل ذخیره سازی روی حافظه ربات های پایشگر است و برنامه ریزی ربات برای مقایسه آنچه توسط حسگرهای خود درک می کند با آنچه در مدل اطلاعاتی موجود است اطلاعات ارزشمندی را برای مدیران پروژه تولید می کند. از جمله این ربات ها می توان به ربات متحرک Doxel اشاره کرد که از دوربین های با تفکیک بالا همراه با حسگرهای لایدار (LiDAR) برای انجام بازرسی های فنی در سایت ساختمانی بهره می برد و از طریق مقایسه وضعیت سایت با مدلهای سه بعدی به میزان پیشرفت در سایت پی می برد. به ربات های پایشگر بعضا Rover یا گردش کننده نیز گفته می شود و وظیفه آنها جمع آوری اطلاعات در سایت ساختمانی است.
ربات های کارگر ساختمانی
ربات ها همچنین در قالب ماشین های خودران مجهز به دوربین های با وضوح بالا و حسگرهایی با امکان راهبری در سایت در حال ورود به صنعت ساخت و ساز هستند. از جمله این ربات ها که توانایی تشخیص مانع و نخوردن به آنها را دارند می توان به افی بات EffiBot اشاره کرد که توسط یک شرکت فرانسوی به نام Effidence طراحی شده و می تواند به دنبال کارگران برود و ابزار و مصالح با خود حمل کند.
ماشین های خودران
در سطحی بالاتر و با بهره گیری از هوش مصنوعی، ماشین آلات و تجهیزات کاملا خودران قادر به حمل مصالح یا به عهده گرفتن وظایف خاصی طبق مدلهای داده شده به آنها هستند. با بهره گیری از ربات های ساختمانی ماشین خودران، فعالیت هایی همچون حفاری و تسطیح می تواند به صورت پیوسته و بی وقفه و بدون نیاز به استراحت ادامه یابند که این به معنای افزایش کارآیی و کاهش هزینه ها است. از نمونه های شاخص ربات های توسعه یافته در این بخش می توان به ماشین حمل خاک HX1 ولوو و همچنین بولدوزر کاملا خودران شرکت Built Robotics اشاره کرد.
دیگر انواع ربات های ساختمانی
ربات های دیگری نیز با سرعت در مرکز ملی رقابت در پژوهش ساخت دیجیتال (NCCR) در دانشگاه ETH زوریخ سوییس در حال توسعه هستند. رباتهایی که در اینجا توسعه یافته اند از نوع درجا هستند که می توانند دیوارهای بنایی، سازه های فولادی به هم متصل و حتی ساختمان های با چارچوب چوبی بسازند.
گر چه ما هنوز در آغاز راه حضور ربات ها در صنعت ساختمان هستیم رباتهای بسیار پیشرفته ای نیز در حال توسعه هستند که شاید روزی بتوانند جایگزین انسان در صنایع مختلف شده و وظایف انسان را بر عهده گیرند. گرچه این جایگزینی مقداری ترسناک نیز هست، خیزش رباتها و البته هوش مصنوعی احتمالا منجر به ایجاد شغل ها و فرصت های جدید می شود که هنوز درباره آنها فکری نکرده ایم! در ادامه فیلمی از تحولات چشمگیر در صنعت رباتیک و حضور ربات ها و هوش مصنوعی در صنعت ساختمان را به تماشا می نشینیم.
