تطوير حفار آلى يمكنه بناء مبان المستقبل بطريقة أسرع وصديقة للبيئة

يعمل الباحثون في مختبر الأنظمة الروبوتية التابع للمعهد التقني الفدرالي العالي بزيورخ في سويسرا على تدريب حفار مستقل لبناء جدران حجرية باستخدام صخور تزن عدة أطنان، دون تدخل بشري. وفي المهمة الأولى للآلة، قامت ببناء جدار حامل بارتفاع ستة أمتار وطول 65 مترا. إذا تم توسيع هذا الحل، فقد يمهد الطريق لبناء أسرع وأكثر استدامة.

باستخدام مستشعرات LiDAR، يرسم الحفار بشكل مستقل خريطة ثلاثية الأبعاد لموقع البناء ويحدد كتل البناء والحجارة الموجودة للجدار. تسمح الأدوات المصممة خصيصًا ورؤية الماكينة (قدرة الكمبيوتر على الرؤية) للحفار بمسح الحجارة الكبيرة والتقاطها في بيئته المباشرة. ويمكنه أيضًا تسجيل وزنهم التقريبي. إلى مركز ثقلهم.

تحدد الخوارزمية بعد ذلك أفضل موضع لكل حجر، ويقوم الحفار بوضع كل قطعة في الموقع المطلوب ضمن مسافة سنتيمتر واحد من الدقة. يمكن للآلة المستقلة وضع ما بين 20 إلى 30 حجرًا في شحنة واحدة، وهو ما يمكن أن توفره عملية تسليم واحدة تقريبًا.

الحفار، المسمى HEAP، هو جهاز Menzi Muck M545 معدل طوره الباحثون لاختبار قدرات الآلات المستقلة في البناء. نظرًا لأن HEAP دقيق جدًا، فإنه يفتح إمكانية استخدام الحجارة والركام من مصادر محلية لبناء الجدران، بدلاً من المواد الجديدة مثل الطوب، حسبما أفاد TheNextWeb.

تم بناء الجدار في منطقة صناعية بجوار مطار زيوريخ، وتديره شركة إيبرهارد للإنشاءات. تستخدم الشركة الموقع وتقنياته المختلفة لتوضيح طرق جعل البناء أكثر دائرية – من خلال تقليل النفايات قدر الإمكان.

لقد كان استخدام الحفارات المستقلة أمراً وارداً منذ فترة، وليس فقط في سويسرا. في عام 2017، تم تأسيس شركة Build Robotics الأمريكية الناشئة لجلب الحفارات الآلية إلى الاتجاه السائد. في ذلك الوقت، توقع الرئيس التنفيذي نوح ريدي كامبل أن تصبح المعدات المستقلة بالكامل شائعة في المواقع. ويتم البناء قبل أن تصل السيارات ذاتية القيادة بالكامل إلى الطرق العامة، لكن الفكرة لم تتقدم بعد إلى ما بعد مرحلة النموذج الأولي.

من الأسهل تنفيذ التشغيل الآلي في المهام المتكررة ذات النتائج المتوقعة – كما هو الحال في خطوط تجميع التصنيع، ولكن موقع البناء عبارة عن بيئة معقدة وفوضوية حيث تكون السلامة ذات أهمية قصوى، وكما هو الحال مع السيارات ذاتية القيادة، فإن العالم ببساطة ليس جاهزًا بعد انتشار واسع النطاق. النطاق مخصص للحفارات والرافعات والشاحنات ذاتية القيادة.

ومع ذلك، هناك تطبيقات أخرى لتقنيات الروبوتات في البناء التي يجري تنفيذها. على سبيل المثال، تجمع شركة HyperTunnel الناشئة في المملكة المتحدة بين روبوتات السرب والذكاء الاصطناعي لحفر الأنفاق بسرعة تصل إلى 10 مرات أسرع من الطرق التقليدية. وتتضمن العملية المقترحة حقن بطانة النفق في الأرض ومن ثم إزالة النفايات. باستخدام سرب من المركبات الآلية الصغيرة ذاتية الحكم.

ومن المجالات الأخرى التي تشهد نموا سريعا بناء المنازل باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد العملاقة، مثل تلك التي طورتها الشركة الدنماركية COBOD. وفي المملكة المتحدة، يجري حالياً بناء مشروع إسكان يضم 36 منزلاً بهذه الطريقة، ويزعم أنصاره أن الروبوتات الضخمة سوف تبني المنازل بشكل أسرع وأكثر أماناً وأكثر استدامة. من الطرق التقليدية .