Главная
Роботы больше не являются отдалённой перспективой для строительной отрасли – они уже используются на стройплощадках. Но не все они одинаковы и универсальны. Большая часть из них относится к категории робототехники для решения конкретных задач - машин, предназначенных для выполнения одной, строго определённой операции (редко, когда двух-трёх). Уже существуют роботизированные системы, выступающие в роли каменщиков, автономных геодезистов или машин для оштукатуривания стен. Эти инструменты созданы для обеспечения повторяемости и эффективности в контролируемых условиях, а поэтому быстро стали ценным дополнением для строительных бригад. Но строительные компании уже задумываются комбинаторике различных применений в одном механизме.
В отличие от своих аналогов, ориентированных на конкретные задачи, роботы-гуманоиды общего назначения спроектированы так, чтобы двигаться и взаимодействовать как люди - ходить на двух ногах, передвигаться по неровной местности, работать с различными инструментами и выполнять множество видов работ. Такой новый тип машин начинает вызывать ажиотаж, а крупные технологические компании вкладывают значительные средства в робототехнику нового поколения. Идея заключается в том, что, имитируя движения и ловкость человека, человекоподобные роботы однажды смогут выполнять более широкий спектр задач в динамичных условиях строительных площадок. Руководители строительных компаний начинают задаваться вопросом: смогут ли человекоподобные роботы вскоре найти своё место в отрасли. И если да, то что это будет означать для работников, безопасности и экономической эффективности.
Использующаяся сейчас строительная робототехника, ориентированная на конкретные задачи, уже приносит ощутимые результаты в строительстве. Эти умные механизмы выполняют физически сложные, повторяющиеся и опасные работы в областях, где люди традиционно сталкиваются с рисками для безопасности и низкой производительностью. Они больше не являются экспериментальными, так как зарекомендовали себя на действующих рабочих местах, помогая компенсировать нехватку рабочей силы, одновременно повышая эффективность и безопасность, а также демонстрируя практичность автоматизации конкретных задач.
Каждое успешное внедрение также играет большую роль в подготовке отрасли к более широкой автоматизации. Разрабатывая чёткие варианты использования и укрепляя доверие между подрядчиками и непосредственно строителями, техника, ориентированная на конкретные задачи, помогает определить рабочие процессы, протоколы безопасности и стандарты обучения, которые будут необходимы, когда начнут появляться более совершенные системы, включая человекоподобных роботов. Например, в процессе начальных этапов внедрения, выяснилось, что обычные беспроводные соединения Wi-Fi, хотя и хороши в потребительской среде, часто не отвечают строгим требованиям промышленных условий и специфических приложений автоматизации производства и развертывания оборудования. Поэтому были разработаны специально для автоматизации производства, как для беспроводного управления, так и для мониторинга в экстремальных условиях.
Несмотря на то, что Wi-Fi хорошо подходит для мониторинга, ему не хватает надёжности и низкого уровня задержки «кабельного уровня», необходимых для критически важных промышленных применений. Помехи, перегрузка сети и ИТ-ограничения снижают устойчивость Wi-Fi и затрудняют его масштабирование в динамичных промышленных условиях. IO-Link Wireless - это глобальный стандарт беспроводной связи, разработанный для автоматизации производства. Он основан на стандарте IO-Link IEC 61131-9, который предназначен для традиционного кабельного дистанционного управления датчиками и приводами. В отличие от Wi-Fi, для которого важна высокая пропускная способность, такой тип беспроводных сетей хорошо подходит для критически важных условий промышленной среды.
Промышленные беспроводные сети оптимизированы для частой передачи небольших пакетов данных. Например, беспроводному датчику давления в процессе работы может потребоваться отправлять на контроллер минимальную информацию, такую как название метки и переменная процесса, каждые несколько секунд. Аналогичным образом можно управлять захватом или вакуумным насосом на роботизированной руке-манипуляторе, используя минимум командных данных — их достаточно для управления такими действиями, как активация, открывание и закрывание, вращение или регулировка усилия захвата. Кроме того, в промышленной среде перебои в передаче данных могут привести к системным сбоям или угрозе безопасности, а сети Wi-Fi подвержены периодическим кратковременным перебоям в соединении.
Низкая задержка в сочетании с исключительной надёжностью, делает его исключительным протоколом, подходящим для определённых целей. Он позволяет создавать устройства и решения, которые ранее были невозможны при использовании традиционных беспроводных сетей, таких как Wi-Fi. Одним из таких примеров является управление захватами или вакуумными насосами на борту высокоскоростных транспортных средств в интеллектуальных системах линейного перемещения. Стандарты связи для строительных площадок используют модуляцию с гауссовой частотной манипуляцией (GFSK), которая очень устойчива в противодействии источникам помех и электромагнитных шумов от другого оборудования, поскольку она ограничивает излучение относительно узкой полосой спектра. Все эти критерии были разработаны не сразу, а в ответ на возникающие проблемы при внедрении робототехники на стройплощадки.
Роботы-гуманоиды вызывают всё больший интерес, как возможный следующий шаг вперёд, для уменьшения издержек при возведении строительных объектов. Эти машины общего назначения разрабатываются для того, чтобы ходить, переносить инструменты и ориентироваться в среде, созданной для людей, что делает их особенно подходящими для строительства, по крайней мере, в теории. Но в настоящее время это видение всё ещё недостижимо. Наибольший прогресс в человекоподобной робототехнике наблюдается в сфере логистики и производства, где настройки более контролируемы. Поэтому компании постоянно совершенствуют системы передвижения, восприятия и безопасности на складах, а не на грязных, неровных строительных площадках.
Тем не менее, начинают появляться пилотные проекты, ориентированные на строительную отрасль – например, стартап роботизированной платформы «Field AI», работающий на базе искусственного интеллекта, экспериментирует с тем, как человекоподобные и четвероногие роботы могут помочь в обработке материалов или мониторинге строительных площадок. Время автономной работы, долговечность, гибкость и оперативность реагирования в режиме реального времени, скорость дуплексной передачи данных на сервер оператора по-прежнему являются основными препятствиями, особенно в условиях хаоса, характерных для большинства строительных проектов.
Несмотря на это, тенденция набирает обороты. Крупнейшие инвесторы вкладывают средства в человекоподобную робототехнику, уверенные в том, что прорыв произойдёт. Для руководителей строительных компаний вопрос о том, станут ли эти роботы жизнеспособными, переходит к тому, когда они появятся на рынке. И с этим сдвигом возникает новая задача: понять, как подготовиться к их возможному появлению, хотя до широкого внедрения роботов–гуманоидов в строительные процессы ещё много лет, а то и больше. Физические требования, непредсказуемая окружающая среда и фрагментированный характер строительных площадок создают сложные проблемы, которые разработчики только начинают решать.
Кроме того, нельзя скидывать со счетов то обстоятельство, что многие работники строительной отрасли будут рассматривать внедрение человекоподобных роботов, как угрозу безопасности своей занятости, а не как инструмент поддержки. Руководителям разного ранга придётся напрямую решать эти проблемы противодействия, преднамеренного выведения из строя и саботажа, доказывая, что роботы внедряются для усиления бригад, а не для их замены. На практике это может означать, что робот помогает команде из двух человек выполнять тяжёлые (утомительные, рутинные, повторяющиеся) работы, позволяя людям сосредоточиться на более квалифицированных задачах и быстрее завершать проект.
Это изменение неизбежно приведёт к пересмотру ролей и повышению требований к навыкам персонала. Потребуется более «продвинутая» базовая подготовка по эксплуатации роботов и устранению неполадок, тем более что «умные механизмы с человеческим лицом», как и любое другое оборудование, могут выходить из строя или требовать технического обслуживания. Со временем это может открыть работникам новые возможности для перехода на более безопасные, специализированные и технические должности, не отказываясь при этом от основополагающего мастерства, которое определяет отрасль.