Строительные роботы: смогут ли они заменить человека?
Москва. 15 апреля. НИУ МГСУ — Строительство и жилищно-коммунальное хозяйство стремительно роботизируются. Девелоперы, застройщики, управляющие компании все чаще начинают рассматривать возможность применения роботов и автоматизированных систем в возведении и последующей эксплуатации зданий и сооружений. НИУ МГСУ активно участвует в разработке и внедрении роботизированных технологий. Эксперты университета поделились своим видением будущего отрасли и рассказали о том, как роботы меняют строительную площадку и сферу ЖКХ.
ГЛОБАЛЬНАЯ КОНКУРЕНЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СУВЕРЕНИТЕТ
Строительство – одна из наиболее трудозатратных отраслей. Уже сегодня на помощь человеку, а иногда и на замену ему, приходят строительные роботы. Под роботами мы подразумеваем автоматизированные агрегаты с определенным функционалом, помогающие в выполнении тех или иных строительных работ. Общий парк робототехнических систем в промышленности составляет 12,8 тыс. единиц. Согласно майскому указу президента России Владимира Путина, к 2030 году наша страна должна выйти на 25-е место в мире по плотности роботизации. Для достижения этой цели количество промышленных роботов необходимо увеличить до 100 тыс. единиц. Бюджет готов направить на нацпроект «Роботостроение и станкостроение» (вместе с новой версией федерального проекта «Развитие производства средств производства») 300 млрд. руб.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ: СВАРКА, КОСМОС И БЕСПИЛОТНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
Одни из самых востребованных и популярных автоматизированных систем в строительстве – роботы шарнирно-сочлененного типа. Внешне и своими движениями они очень похожи на человеческую руку – это позволяет использовать их как в простой автоматизированной сборке, так и в сложных сварных работах.
«Такие роботы обеспечивают высокую точность и качество при выполнении сварочных работ, что значительно увеличивает срок службы строений и при этом уменьшает риск дефектов», – комментирует и.о. заведующего кафедры механизации, автоматизации и роботизации строительства (МАиРС) НИУ МГСУ Александр Агарков.
Шарнирные роботы настолько универсальны, что их применяют даже в космическом строительстве. Например, устройства серии Canadarms – роботизированные подъемные краны, установленные на МКС: при решении многих задач они эффективно заменяют человека.
«Автономные машины – еще один пример внедрения робототехники в строительстве, – говорит профессор кафедры МАиРС Михаил Степанов. – Компании, такие как Built Robotics, разрабатывают автономные экскаваторы и грейдеры, которые способны выполнять земляные работы без участия человека. Это не только повышает безопасность на строительных площадках, но и сокращает время и бюджет на выполнение работ».
Еще одна популярная категория машин – линейные или портальные роботы, представляющие собой роботизированные установки, суставные рабочие органы которых двигаются в трехмерной системе декартовых координат. Эти роботы уже давно используются для погрузочно-разгрузочных работ. Однако в последние несколько лет они начали трансформироваться из крана-погрузчика в уникальный 3D-принтер.
3D-ПЕЧАТЬ: ИИ И РОБОТ-ОПЕРАТОР
3D-печать активно используется в строительстве для создания объектов различной сложности. Эта технология позволяет значительно сократить время строительства и снизить его стоимость. Дома, построенные с использованием 3D-печати, уже продемонстрировали свою устойчивость и долговечность.
К слову, если объединить функционал 3D-принтера с искусственным интеллектом и точностью действий робота, можно автоматизировать производство, гарантированно получая высокое качество готового сооружения. А еще такое строительство будет намного дешевле, что в перспективе может серьезно помочь в решении жилищного вопроса – прежде всего,в развивающихся странах.
«Сегодня мы наблюдаем за активным развитием технологий, позволяющих возводить здания и сооружения при помощи роботизированных строительных 3D-принтеров с минимальным участием человека», – говорит директор НИИ СМиТ НИУ МГСУ, председатель ПК-7 «Применение аддитивных технологий, робототехники и беспилотных авиационных систем в строительстве» Алексей Адамцевич.
САМОУПРАВЛЯЕМЫЕ БЕСПИЛОТНИКИ
Дроны тоже относятся к категории автоматизированных или роботизированных систем и находят широкое применение в строительной отрасли. Они используются для выполнения самых разных задач, включая мониторинг строительного процесса, инспекцию объектов и создание карт местности. Применение дронов может быть очень эффективным: при мониторинге они не нарушают технологические процессы на площадке, управляются дистанционно, меняют точки обзора. Сейчас беспилотники используют для проведения геодезических изысканий, контроля хода строительства и строительного надзора.
«Уже сегодня ведутся разработки по интеграции дронов с искусственным интеллектом и автоматизированными системами управления, что позволит еще больше повысить их эффективность. В будущем дроны могут стать неотъемлемой частью цифровых строительных площадок, где все процессы будут автоматизированы и контролируемы в режиме реального времени», – говорит преподаватель кафедры ИСТАС НИУ МГСУ Павел Воробьев.
КВАДРОПОДЫ – БИОНИЧЕСКИЕ РОБОТЫ
Робот-квадропод – это платформа в виде металлической собаки, которой управляет оператор. Ее
оснастили модулями GPS и ГЛОНАСС, камерами и лидарами, чтобы проанализировать пространство строящегося здания. На основе полученных данных киберсобака создает трехмерный образ объекта для сравнения с цифровым двойником центра. Сопоставление фактического статуса объекта с планом позволяет не только оценить динамику строительства, но
и зафиксировать возможные отклонения от проекта.
Робот-квадропод передвигается по заранее построенному маршруту, может самостоятельно ориентироваться в помещениях и преодолевать препятствия. Сейчас такой робот задействован на строительной площадке медицинского кластера в Сколково. Впоследствии этот опыт могут масштабировать и на другие объекты капитального гражданского и промышленного строительства, использовать в программе реновации и реконструкции ключевых объектов культурного наследия.
СТРОИТЕЛЬСТВО БЕЗ ЛЮДЕЙ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?
Так смогут ли роботы полностью заменить человека на стройплощадке в обозримом будущем?
«В следующие 10-20 лет роботы точно не вытеснят обычных рабочих со строек, – уверен Алексей Адамцевич. – Хотя такой уровень автоматизации в строительстве крайне позитивно отразился бы как на экономике страны, так и на здоровье населения, потому как строительство – это та отрасль, где преобладают тяжелые и травмоопасные производственные процессы».
По словам Адамцевича, сейчас нужно говорить об объективной потребности в автоматизации хотя
бы отдельных производственных процессов, так как по всему миру, включая Россию, наблюдается острая нехватка рабочей силы.
«В условиях столь низкого, как в нашей стране, уровня безработицы и появления почти каждый день все большего числа новых специальностей, сопровождающегося ростом конкуренции за кадры, в будущем эта проблема будет лишь усиливаться, – продолжает Алексей. – Если мы хотим сделать так, чтобы строительная отрасль не превратилась в барьер на пути социально-экономического развития государства, мы должны обеспечить рекордные за все время существования строительной индустрии темпы роста производительности труда. Поэтому идея использования строительных роботов – это не блажь, а жизненная необходимость».
