Các nhà nghiên cứu của Khoa Khoa học Ứng dụng UBC đang biến đổi các phương tiện xây dựng – như cần cẩu, xe nâng và máy xúc – thành robot xây dựng thông minh được hỗ trợ bởi AI.
Kỹ sư kết cấu, Tiến sĩ Tony Yang , giáo sư kỹ thuật dân dụng và nhà nghiên cứu chính của phòng thí nghiệm Cấu trúc thông minh , giải thích cách những robot này sẽ giúp đẩy nhanh thời gian xây dựng, giúp công trường an toàn hơn và giải quyết tình trạng thiếu lao động trong ngành.
AI và robot được sử dụng trong xây dựng như thế nào?
Khi chúng tôi bắt đầu dự án này, ngành xây dựng chưa có robot thông minh có thể xử lý tình trạng lộn xộn và khó lường tại các công trường xây dựng. Các robot có sẵn trên thị trường, chẳng hạn như những robot được thiết kế để lau nhà cho hộ gia đình hoặc lắp ráp nhà máy, thiếu sức mạnh cần thiết để nâng các bộ phận kết cấu lớn như cột hoặc dầm.
Nhóm của chúng tôi quyết định giải quyết vấn đề này bằng cách bổ sung công nghệ của riêng mình vào các máy xây dựng hiện có và tạo ra rô-bốt xây dựng thông minh của riêng mình.
Robot xây dựng thông minh của chúng tôi có thể nhận dạng vật thể, thực hiện quét chi tiết các thành phần kết cấu để đảm bảo chất lượng. Máy bay không người lái được trang bị máy ảnh có thể ghi lại các chi tiết tại một công trường xây dựng, được sử dụng để tạo ra một “bản sao kỹ thuật số” – một mô phỏng của địa điểm thực tế. Sau đó, rô-bốt của chúng tôi có thể đặt các vật thể tại chỗ một cách chính xác và kiểm tra bản song sinh kỹ thuật số để đảm bảo chúng đang xây dựng theo kế hoạch.
Đáng chú ý nhất là robot của chúng tôi đưa ra quyết định tự chủ. Nếu robot được yêu cầu xây một bức tường và cảm nhận được một chướng ngại vật bất ngờ, nó có thể quyết định cách di chuyển xung quanh chướng ngại vật và hoàn thành nhiệm vụ của mình mà không cần con người điều khiển. Robot của chúng tôi có thể phát hiện nếu một công nhân xuất hiện trong khu vực nguy hiểm và sẽ dừng công việc ngay lập tức để ngăn ngừa thương tích.
Robot xây dựng thông minh đã sẵn sàng để sử dụng chưa? Chúng sẽ tác động đến ngành như thế nào?
Chúng tôi đang làm việc với các công ty xây dựng để có robot thực hiện kết nối chính xác tại chỗ và nghiên cứu cách thiết kế lại cấu trúc để có tính mô-đun hơn. Những robot này sẽ vượt trội trong việc xây dựng mô-đun nhưng cũng có thể tăng tốc các quy trình riêng lẻ trong xây dựng tại chỗ thông thường.
Xây dựng tại chỗ thông thường đòi hỏi nhiều lao động và thời gian, một vấn đề cấp bách trong ngành đang phải đối mặt với tình trạng thiếu lao động lành nghề và nhu cầu nhà ở ngày càng tăng.
Robot xây dựng thông minh có đủ năng lực, hiệu quả và các biện pháp an toàn để giảm bớt những nhu cầu đó. Cảm biến robot có thể kiểm tra một thành phần cấu trúc 1.000 lần mỗi giây và sẽ không bị mệt mỏi cũng như mắc lỗi phán đoán.
Mọi người có thể được đào tạo để tận dụng công nghệ này nhằm xây dựng nhanh chóng và an toàn hơn. Công nghệ này có thể cho phép bạn giám sát nhiều địa điểm từ xa từ một địa điểm, nâng cao hiệu quả trong ngành.
Bạn tưởng tượng tương lai của một công trường xây dựng sẽ như thế nào khi công nghệ này được phát triển và triển khai đầy đủ?
Chúng tôi thấy công nghệ này sẽ trưởng thành hoàn toàn trong thập kỷ tới. Kỷ nguyên xây dựng tiếp theo sẽ được số hóa hoàn toàn, cho phép giám sát các hoạt động tại công trường theo thời gian thực và biết được máy móc, nhân công và vật liệu luôn được đặt ở đâu trong công trường.
Khi vật liệu đến, robot sẽ thực hiện quét chi tiết theo các thông số kỹ thuật cần thiết để đảm bảo chất lượng, so sánh các bộ phận với mô hình máy tính và bắt đầu lắp ráp tại chỗ.
Việc chế tạo robot chính xác sẽ tối ưu hóa việc sử dụng máy bằng cách loại bỏ thời gian nhàn rỗi và mức tiêu thụ nhiên liệu, từ đó giảm lượng khí thải nhà kính trong ngành.
Khía cạnh thú vị nhất là công nghệ này đã sẵn sàng triển khai ngay bây giờ và có thể nhanh chóng mở rộng quy mô để sử dụng trên toàn thế giới. Chúng tôi có thể thuê một chiếc máy được thuê đến địa điểm và yêu cầu nó làm những gì chúng tôi muốn, giám sát nó từ xa.
Chúng tôi tin rằng công nghệ robot sản xuất tại BC này đã sẵn sàng để triển khai ngay bây giờ và có thể nhanh chóng mở rộng quy mô, giúp nâng cao năng lực xây dựng của Canada và giúp chúng tôi cạnh tranh hơn trên trường toàn cầu.
