Máy đào robot này có thể xây dựng các công trình của tương lai

Xây dựng là công việc khó khăn, và ở châu Âu có một thiếu hụt nhân công nghiêm trọng để xây dựng các ngôi nhà, trường học và đường phố mà chúng ta sử dụng mỗi ngày. Vậy tại sao không sử dụng robot để làm công việc khó khăn để chúng ta không cần phải làm?

Đó chính xác là những gì các nhà nghiên cứu tại Robotic Systems Lab của ETH Zurich ở Thụy Sĩ đang làm việc. Họ đã đào tạo một máy đào tự động để xây dựng tường đá bằng những tảng đá nặng váng vài tấn mà không có sự can thiệp của con người. Trong nhiệm vụ đầu tiên của máy, nó đã xây dựng một bức tường chịu tải cao 6 mét và dài 65 mét. Nếu mở rộng, giải pháp này có thể mở đường cho xây dựng nhanh hơn, bền vững hơn.

Sử dụng cảm biến LiDAR, máy đào tự động vẽ bản đồ 3D của công trình xây dựng và xác định các khối xây dựng và viên đá hiện có cho tường. Các công cụ và tầm nhìn máy đặc biệt thiết kế (khả năng của máy tính để nhìn thấy) cho phép máy đào quét và nắm lấy những viên đá lớn trong môi trường ngay lập tức của nó. Nó cũng có thể đăng ký trọng lượng xấp xỉ cũng như trọng tâm của chúng.

Sau đó, một thuật toán xác định vị trí tốt nhất cho từng viên đá, và máy đào đặt mỗi mảnh vào vị trí mong muốn với độ chính xác đến một centimet. Máy tự động có thể đặt 20 đến 30 viên đá trong một lô hàng đơn — khoảng bằng một lần giao hàng có thể cung cấp.

Cái máy đào, có tên là HEAP, là một phiên bản sửa đổi của Menzi Muck M545 được các nhà nghiên cứu phát triển để thử nghiệm tiềm năng của máy tự động trong xây dựng. Vì HEAP rất chính xác, nó mở ra khả năng sử dụng đá và đổ vỡ địa phương cho việc xây dựng tường thay vì vật liệu mới như gạch. 

Bức tường được xây dựng tại một công viên công nghiệp bên cạnh Sân bay Zurich, do công ty xây dựng Eberhard quản lý. Công ty đang sử dụng công trường này, và các công nghệ khác nhau của ETH Zurich, để thể hiện cách làm cho xây dựng trở nên vòng tròn hơn — bằng cách giảm thiểu sự lãng phí tối đa. 

Tự động hóa phức tạp hơn trong môi trường xây dựng

Việc sử dụng máy đào tự động đã có từ một thời gian không ngắn, không chỉ ở Thụy Sĩ. Năm 2017, công ty khởi nghiệp Mỹ Built Robotics được thành lập để đưa máy đào robot vào thị trường chính. Lúc đó, CEO Noah Ready-Campbell dự đoán rằng thiết bị hoàn toàn tự động hoá sẽ trở nên phổ biến trên các công trường xây dựng trước khi ô tô hoàn toàn tự động xuất hiện trên đường phố công cộng. Nhưng ý tưởng này vẫn chưa tiến xa hơn giai đoạn nguyên mẫu.

Tự động hóa dễ dàng triển khai nhất trên các nhiệm vụ lặp lại với kết quả dự đoán — như trong các dây chuyền lắp ráp sản xuất. Nhưng một công trường xây dựng là môi trường phức tạp, lộn xộn nơi an toàn là ưu tiên hàng đầu. Tương tự như ô tô tự động, thế giới đơn giản chưa sẵn sàng cho việc triển khai rộng rãi của máy đào, cần cẩu và xe tải tự động. 

Tuy nhiên, có các ứng dụng khác của công nghệ robot trong xây dựng đang được triển khai ngay bây giờ. Ví dụ, công ty khởi nghiệp ở Anh hyperTunnel kết hợp robot đàn bọ và trí tuệ nhân tạo để đào các đường hầm nhanh gấp 10 lần so với các phương pháp truyền thống. Quy trình đề xuất bao gồm tiêm lớp lót của một đường hầm vào lòng đất và sau đó loại bỏ chất thải bằng một đàn các phương tiện robot tự động nhỏ.

Một lĩnh vực phát triển nhanh khác là việc xây dựng nhà bằng máy in 3D khổng lồ, như những chiếc được phát triển bởi công ty Đan Mạch COBOD. Ở Anh, một dự án phát triển 36 ngôi nhà đang được xây dựng theo cách này. Những người ủng hộ cho rằng những robot khổng lồ sẽ xây dựng các ngôi nhà nhanh chóng, an toàn và bền vững hơn so với các phương pháp truyền thống.